CMOS工藝流程介紹
1.襯底選擇:選擇合适的襯底,或者外延片,本流程是帶外延的襯底;
2. 開始:Pad oxide氧化,如果直接澱積氮化矽,氮化矽對襯底應力過大,容易出問題;
接着就澱積氮化矽。
3. A-A層的光刻:STI(淺層隔離)
(1)A-A隔離區刻蝕:先将hard mask氮化矽和oxide一起刻掉;
(2)STI槽刻蝕:Si3N4的刻蝕菜單刻蝕矽速率過快,不好控制,需要分開刻蝕;
(3)刻蝕完成後去膠,為了節省空間,後面的層次去膠将會用一句話帶過;
(4)STI用氧化矽填充:這裡沒有講,其實刻蝕STI會對襯底造成損傷,一般要先長一層薄氧化層,然後再腐蝕掉的,這樣可以消除表現損傷;
STI填充:HDP高密度等離子澱積STI槽,用其他機器填充會提前将STI槽封死,裡面會出現空洞,HDP機台是一遍澱積,一遍刻蝕,可以防止提前封口;
(5)簡單的做法是直接CMP将二氧化矽磨平,但一般該步驟直接CMP會造成STI表面下陷,STI槽不滿的情況,一般還會再加一層,将STI區域保護起來,将中間區域刻蝕掉,然後再CMP,這裡簡化處理。
(6)熱磷酸腐蝕掉氮化矽,這個不叫常規;
4. Nwell光刻、注入:光刻前都有一層pad oxide,這裡也沒有畫。
Nwell注入:一般要注一個阱,一個防傳統注入,一個VT調節注入,三次注入分别對應深,中,淺,注入玩去膠,準備做Pwell注入;
5. Pwell光刻、注入:方式與Nwell類似,注入改為B注入,然後去膠,去膠後要将Nwell和Pwell一起推進,使兩者有一定的結深和濃度梯度;
6. Gate栅的形成:腐蝕掉表現氧化層,再長一層犧牲氧化層,然後再腐蝕掉犧牲氧化層;
(2)POLY澱積:澱積 Insu-Poly,或者後面摻雜後再光刻
(3)POLY光刻、刻蝕:光刻Gate,并刻蝕POLY,然後去膠;
(4)POLY氧化:作為SI3N4 spacer刻蝕的停止層;
7. NLDD/PLDD的形成:
(1)NLDD光刻,注入,去膠;
(2)PLDD光刻,注入,去膠;
(3)Si3N4 spacer的刻蝕:氮化矽澱積及刻蝕
8. NSD/PSD形成:
(1)NMOS的源漏注入:Si3N4 spacer擋住的區域NSD注入注不進去,因此NSD區域要離開gate一小段距離;
(2)PMOS源漏注入:做完PSD,一起做一次RTP來退回,激活離子。
(2)contact孔光刻即刻蝕:
9. Salicide:Ti與矽形成低阻層Salicide;
(2)contact孔光刻即刻蝕:
10.ILD澱積及contac形成:
(1)BPSG澱積及CMP抛光。
(2)contact孔光刻即刻蝕:
W-plug:W塞澱積及CMP。
11. Metal-1澱積及光刻,刻蝕:
12. IMD澱積, CMP及Via光刻、刻蝕:
(1)IMD澱積,CMP抛光:
13. Via-W plug澱積,CMP:基本與Conctact W-plug一樣的做法;
(1)Metal-2澱積:
(2)Metal-2光刻刻蝕
15. 鈍化層澱積及鈍化層光刻、刻蝕、去膠:鈍化刻蝕後一般要做一步alloy。
對于高級一點的工藝,可能會有更多層的metal,做法類似,繼續Via和Metal的堆疊即可。
會有更多層的metal,做法類似,繼續Via和Metal的堆疊即可。
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