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【兆恒機械】CMOS工藝流程詳解

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  • 添加日期:2022年08月11日

CMOS工藝流程介紹

1.襯底選擇:選擇合適的襯底,或者外延片,本流程是帶外延的襯底;



2. 開始:Pad oxide氧化,如果直接淀積氮化硅,氮化硅對襯底應(yīng)力過大,容易出問題;


接著就淀積氮化硅。


3. A-A層的光刻:STI(淺層隔離)


(1)A-A隔離區(qū)刻蝕:先將hard mask氮化硅和oxide一起刻掉;


(2)STI槽刻蝕:Si3N4的刻蝕菜單刻蝕硅速率過快,不好控制,需要分開刻蝕;



(3)刻蝕完成后去膠,為了節(jié)省空間,后面的層次去膠將會用一句話帶過;


(4)STI用氧化硅填充:這里沒有講,其實刻蝕STI會對襯底造成損傷,一般要先長一層薄氧化層,然后再腐蝕掉的,這樣可以消除表現(xiàn)損傷;

STI填充:HDP高密度等離子淀積STI槽,用其他機器填充會提前將STI槽封死,里面會出現(xiàn)空洞,HDP機臺是一遍淀積,一遍刻蝕,可以防止提前封口;



(5)簡單的做法是直接CMP將二氧化硅磨平,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,將STI區(qū)域保護起來,將中間區(qū)域刻蝕掉,然后再CMP,這里簡化處理。


(6)熱磷酸腐蝕掉氮化硅,這個不叫常規(guī);


4. Nwell光刻、注入:光刻前都有一層pad oxide,這里也沒有畫。


Nwell注入:一般要注一個阱,一個防傳統(tǒng)注入,一個VT調(diào)節(jié)注入,三次注入分別對應(yīng)深,中,淺,注入玩去膠,準(zhǔn)備做Pwell注入;


5. Pwell光刻、注入:方式與Nwell類似,注入改為B注入,然后去膠,去膠后要將Nwell和Pwell一起推進,使兩者有一定的結(jié)深和濃度梯度;


6. Gate柵的形成:腐蝕掉表現(xiàn)氧化層,再長一層犧牲氧化層,然后再腐蝕掉犧牲氧化層;


(1)柵氧化層生長:非常薄,質(zhì)量非常關(guān)鍵,要控制好厚度,電荷,可動離子等;


(2)POLY淀積:淀積 Insu-Poly,或者后面摻雜后再光刻


(3)POLY光刻、刻蝕:光刻Gate,并刻蝕POLY,然后去膠;


(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:氮化硅淀積及刻蝕


8. NSD/PSD形成:

(1)NMOS的源漏注入:Si3N4 spacer擋住的區(qū)域NSD注入注不進去,因此NSD區(qū)域要離開gate一小段距離;


(2)PMOS源漏注入:做完P(guān)SD,一起做一次RTP來退回,激活離子。


到此,器件工藝完成了,平面圖如下:


9. Salicide:Ti與硅形成低阻層Salicide;


只有與硅接觸的T與硅反應(yīng)了,其它區(qū)域Ti未反應(yīng)可以腐蝕掉。


10.ILD淀積及contac形成:

(1)BPSG淀積及CMP拋光。


(2)contact孔光刻即刻蝕:


W-plug:W塞淀積及CMP。


11. Metal-1淀積及光刻,刻蝕:


12. IMD淀積, CMP及Via光刻、刻蝕:

(1)IMD淀積,CMP拋光:


(2)Via光刻、刻蝕,去膠:


13. Via-W plug淀積,CMP:基本與Conctact W-plug一樣的做法;


14. Metal-2的淀積及Metal-2的光刻、刻蝕、去膠:

(1)Metal-2淀積:


(2)Metal-2光刻刻蝕


15. 鈍化層淀積及鈍化層光刻、刻蝕、去膠:敦化刻蝕后一般要做一步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(xù)Via和Metal的堆疊即可。