23模拟IC学习记录-亚微米CMOS有源区工艺

如题所述

在深入理解亚微米CMOS工艺中,有源区的精细构建是关键环节。它涉及一系列精密的步骤,旨在保护器件并确保后续工艺的顺利进行。以下是这个复杂过程的详细工艺流程:


1. 去除隔离氧化层
采用湿法刻蚀,通过混合HF、NHF和H2O,精确地去除保护器件的氧化隔离层,如图4-15所示,这个步骤至关重要,以确保后续LOCOS工艺的精确进行。


2. 清洗与前置氧化层生长
晶圆经过清洗,确保硅表面干净无杂质。紧接着,通过干氧氧化法,以1000℃的高温,生长一层约200-300埃的前置氧化层,为后续Si3N4淀积提供缓冲,避免应力问题。如图4-16所示,这一步是减缓位错生成的关键。


3. Si3N4淀积
利用LPCVD技术,以900℃的高温,通过SiH4和NH3反应沉积出1500-1600埃的Si3N4层,它既是遮蔽层又是离子注入的阻挡层,如图4-17所示。


4. SiON层沉积
PECVD工艺下,以400℃低温,SiH4、N2O和He反应生成200-300埃的SiON层,作为光刻底部抗反射层,降低驻波效应的影响,见图4-18。


5. AA光刻与关键尺寸测量
通过微影技术,AA掩膜版上的图案被转移到晶圆上,形成光刻胶图案,图4-19和4-20展示了AA区域的光刻与刻蚀过程。随后,关键尺寸CD会被精确测量以确保质量。


6. 光刻套刻与缺陷检查
除了测量AA光刻,还会检查AA与第零层的套刻数据,图4-21展示了显影后的图形,任何缺陷都需严格把控。


7. 干法刻蚀与去光刻胶
干法刻蚀使用Ar和CF4等离子体,精确去除光刻胶覆盖下的Si3N4,如图4-22所示。随后,通过干法和湿法去除光刻胶,确保工艺的完整性。


8. 关键尺寸复核与报废处理
最后,对刻蚀后的AA关键尺寸进行测量,如果不符合规格,可能需要报废处理,以保证产品的品质,图4-23展示了这一环节的工艺流程。


以上每个步骤都紧密相连,每一环都对最终器件的性能有着深远影响,充分展示了亚微米CMOS有源区工艺的精密与复杂。这不仅展示了工艺的精细,也揭示了集成电路制造背后的科学与技术。

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