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MOS工艺
基本的硅栅nMOS工艺：
在现代半导体工艺体系中，基本的硅栅nMOS工艺作为CMOS技术演进的重要基石，其设计逻辑与工艺特征深刻影响着后续先进制程的发展路径。该工艺以五层掩模为核心框架，通过ACTIVE掩模定义有源区，在硅基片上形成氮化硅覆盖层后，经硼注入构建沟道阻断结构，随后通过LOCOS工艺生成厚氧化层——这一过程不仅实现了场区与有源区的有效隔离，更凭借自对准特性确保沟道阻断精准分布于LOCOS氧化层下方，成为该工艺的核心优势之一。
移除剩余氮化硅后，通过湿法HF处理暴露有源区，继而生长薄栅氧层，其厚度严格控制在1至7纳米区间，直接影响晶体管阈值电压与栅极控制能力，故常需通过牺牲衬垫氧化层进行阈值电压调整注入，避免离子注入对薄栅氧造成损伤，确保栅氧化工艺的可靠性。
多晶硅层沉积厚度约0.1至0.4微米，经磷扩散掺杂后，通过POLY掩模光刻刻蚀形成栅极及互连线图形。此时多晶硅既作为栅材料，又承担厚氧层上的互连功能，但其20至300欧姆/方的薄层电阻限制其仅适用于短距离互连，如库单元内部连线。源漏区形成依赖自对准技术，通过LOCOS与多晶硅栅的边界定义n+区域，横向扩散长度约为扩散深度的60%，而现代低掺杂浅漏延伸工艺已将横向扩散比例优化至40%左右，例如45纳米工艺中20纳米漏区延伸对应的横向扩散仅约8纳米，有效沟道长度由多晶硅宽度减去两倍横向扩散值精确确定。
后续工艺通过LPCVD沉积300至800纳米厚SILOX层，经CONTACT掩模定义接触孔后，溅射金属层并通过METAL掩模形成互连图形。最终以等离子氮化物钝化层覆盖整个晶圆，既提供物理保护又防止外界污染，最后一层NITRIDE掩模则用于键合焊盘开孔，实现芯片与封装的电气连接。值得强调的是，源漏扩散需在超过900摄氏度的高温下完成，而铝栅工艺在此温度下会蒸发，故自对准源漏仅适用于硅栅或钼栅工艺——尽管钼栅曾被试验但未获工业应用。当前CMOS工艺已转向离子注入形成源漏，以精确控制沟道长度，满足先进制程对器件尺寸的严苛要求。
硅栅nMOS工艺的优势不仅体现在掩模数量少、工艺步骤简洁，更在于自对准注入带来的低栅-源/漏覆盖电容，有效提升器件高频性能。随着制程节点推进至纳米尺度，现代CMOS工艺在继承基本nMOS框架基础上，引入高k介质/金属栅结构以降低栅极漏电流，采用FinFET或GAA（环栅）结构增强栅极控制能力，并应用EUV光刻、多重曝光等先进图案化技术实现亚纳米级特征尺寸。例如，3纳米及以下节点广泛采用GAA结构，通过纳米片/纳米线实现三维沟道控制，配合低k介电材料减少寄生电容，同时结合硅化物接触、低电阻金属互连等创新工艺，持续推动摩尔定律向物理极限逼近。这些技术演进既延续了基本nMOS工艺的自对准、薄栅氧等核心设计理念，又通过新材料、新结构与新工艺的融合，在性能、功耗与集成度维度实现跨越式提升，为人工智能、高性能计算等前沿应用提供坚实的工艺基础。
基本的互补CMOS工艺 ：
互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺作为集成电路领域的核心架构，其设计复杂性与性能优势构成了现代半导体技术演进的关键支柱。相较于nMOS工艺，CMOS电路虽需集成n型与p型双晶体管结构，导致单管数量增加、单位面积占用更大，但其静态功耗显著降低的特性，在IC封装散热限制严苛的场景下成为不可替代的选择——这种功耗优势正是CMOS替代nMOS的核心驱动力，尤其在移动设备、物联网等低功耗应用中占据主导地位。
基本CMOS工艺以p型单晶硅圆片为起点，通过数十纳米级氧化层生长与氮化硅沉积构建初始结构，辅以光刻胶图形化定义有源区，经刻蚀保留特定氮化硅区域后，采用LOCOS氧化工艺在非氮化硅覆盖区域生长厚氧化层，实现有源区隔离。值得注意的是，深亚微米及纳米级CMOS工艺已逐步采用浅沟槽隔离（STI）替代LOCOS，以解决鸟嘴效应、提升隔离精度。n阱形成方面，传统工艺通过磷扩散实现，而现代工艺已转向离子注入结合高温退火，精确控制阱深与掺杂浓度，同步发展的p阱工艺则通过硼注入实现，形成双阱结构以优化器件匹配特性。
多晶硅层沉积后，工艺分为n+/p+双多晶硅与单一n型多晶硅两种技术路线：前者通过分次掺杂实现nMOS与pMOS栅极的独立优化，后者则通过单一掺杂简化流程，两者均需通过光刻刻蚀形成栅极与短互连线图形。自对准源漏注入采用独立掩模，分别进行n+（磷/砷）与p+（硼）注入，在n阱与p衬底中形成nMOS与pMOS的源漏区，这种自对准结构有效减小了栅源/漏交叠电容，提升器件高频性能。后续通过氧化硅沉积、接触孔光刻刻蚀、金属溅射与互连图形化，完成多层互连体系的构建。
现代CMOS工艺已演进至25-35层掩模体系，支持45nm至0.35μm沟道长度，并通过多层多晶硅与金属互连实现高电路密度。在先进制程节点（如3nm及以下），FinFET与环栅（GAA）结构成为主流，通过三维沟道控制增强栅极对载流子的调控能力；高k介质（如HfO₂）与金属栅的组合有效降低栅极漏电流，提升器件可靠性；EUV光刻与多重曝光技术则突破了传统光刻的分辨率极限，实现亚纳米级特征尺寸的精确刻画。
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