Il documento descrive il processo di fabbricazione dei circuiti CMOS utilizzando il metodo p-well. Vengono dettagliati vari passaggi chiave come la deposizione di materiali, l'uso di fotoresist e l'introduzione di impurità per creare aree p- e n-tipiche. Vengono inclusi diagrammi a supporto per illustrare visivamente il processo.

1. Semi Design Presents..

2. CMOS Fabrication Process
[p-well method]
Fig. (1) Pure Si single crystal
Si-substrate
Fig. (2) n-type impurity is lightly
doped
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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3. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of p-well]
Fig. (3) SiO2 Deposited over si surface
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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4. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of p-well]
Fig. (4) Photoresist is Deposited over siO2 surface
Thick SiO2
(1 µm)
Photoresist
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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5. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of p-well]
Fig. (5) Photoresist is Deposited over siO2 surface
Thick SiO2
(1 µm)
Photoresist
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
UV LightMask-1
Mask-1 is used
for forming p-
well

6. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of p-well]
Fig. (6) Photoresist and SiO2 which is not exposed is etched away.
Thick SiO2
(1 µm)
Photoresist
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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7. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of p-well]
Fig. (7) Hardened Photoresist is stripped away and p-type impurity is added by diffusion process.
Thick SiO2
(1 µm)
Photoresist
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -

8. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of Diffusion area for p-MOS]
Fig. (8) Photo resist is grown and exposed in UV Light.
Thick SiO2
(1 µm)
Photoresist
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Mask-2
Mask-2 is used
for forming
diffusion area
for p-MOS

9. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of Diffusion area for p-MOS]
Fig. (9) Photoresist and SiO2 which are un-exposed are etched away.
Thick SiO2
(1 µm)
Photoresist
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -

10. N-MOS Fabrication Process
[Step- formation of Diffusion area for p-MOS]
Fig. (10) Polymerised Photoresist is stripped away.
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -

11. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Gate formation for n-MOS and p-MOS]
Fig. (11) Deposit Thinox
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -

12. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Gate formation for n-MOS and p-MOS]
Fig. (12) Deposit Polysilicon
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -

13. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Gate formation for n-MOS and p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (13) Deposit Photoresist

14. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Gate formation for n-MOS and p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Mask-3
Mask-3 is
used for the
formation of
Two GATEs
Fig. (14) UV Light Exposure to form GATEs of P-MOS and n-MOS

15. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Gate formation for n-MOS and p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Mask-3
Fig. (15) Un-Exposed Photoresist, Metal and Thinox is etched away.

16. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Gate formation for n-MOS and p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (16) Polymerised Photoresist is stripped away.

17. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (17) Grow SiO2 Layer

18. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (18) Grow Photoresist Layer
Mask-4
Mask-4 is
used for the
formation of
S and D of
p-MOS

19. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (19) Etching of un[polymerised photoresist and SiO2 below it
Mask-4
Mask-4 is
used for the
formation of
S and D of
p-MOS

20. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (20) Strip away hard photoresist
Mask-4
Mask-4 is
used for the
formation of
S and D of
p-MOS

21. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for p-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (21) Diffusion of p-type impurity
Mask-4
Mask-4 is
used for the
formation of
S and D of
p-MOS
p
p

22. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for n-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (22) Grow photoresist
Mask-5
Mask-5 is
used for the
formation of
S and D of
n-MOS
p
p

23. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for n-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (23) Etching
Mask-5
Mask-5 is
used for the
formation of
S and D of
n-MOS
p
p

24. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for n-MOS]
Thick SiO2
(1 µm)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
Fig. (24) Hard photoresist stripped away
Mask-5
Mask-5 is
used for the
formation of
S and D of
n-MOS
p
p

25. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Source & Drain formation for n-MOS]
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - p-well - - -
Fig. (25) Diffusion of n-type impurity to form Source and Drain of n-MOS
p
p n n

26. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Formation of Contact-Cut]
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- - - p-well - - -
p
p n n

27. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Formation of Contact-Cut]
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- - - - - - - - - - - -
- - - p-well - - -
p
p n n
Mask-6
Mask-6 is
used for the
formation of
Contact –
Cuts in S, D
and G of n-
MOS and p-
MOS

28. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Formation of Contact-Cut]
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- - - p-well - - -
p
p n n
Mask-6
Mask-6 is
used for the
formation of
Contact –
Cuts in S, D
and G of n-
MOS and p-
MOS

29. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Formation of Contact-Cut]
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- - - p-well - - -
p
p n n
Mask-6
Mask-6 is
used for the
formation of
Contact –
Cuts in S, D
and G of n-
MOS and p-
MOS

30. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Metakkization]
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- - - p-well - - -
p
p n n

31. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Metakkization]
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- - - p-well - - -
p
p n n
Mask-7
Mask-7 is
used for the
deposition
of metal in
contact -
cuts

32. N-MOS Fabrication Process
[[Step- Metakkization]
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- - - p-well - - -
p
p n n
Mask-7 is
used for the
deposition
of metal in
contact -
cuts

33. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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- - - p-well - - -
p
p n n
GND
(SOURCE)
VDD
(SOURCE) Vout
Vin

34. Sticks Diagram
1
3
In Out
VDD
GND
Stick diagram of inverter
• Dimensionless layout entities
• Only topology is important
• Final layout generated by
“compaction” program