淀积氮化硅光刻

去除氮化硅和表面二氧化硅层。露出N型 阱区 域。(上述中曝光技术光罩与基片的距离 分为接触式、接近式和投影式曝光三种，常用 投影式又分为等比和微缩式。曝光会有清晰度 和分辩率，所以考虑到所用光线及波长、基片 表面平坦度、套刻精度、膨胀系数等)。
形成N阱
– 初始氧化，形成缓冲层，淀积氮化硅层
– 光刻1，定义出N阱
– 反应离子刻蚀氮化硅层 – N阱离子注入，先注磷31P+ ，后注砷75As+
N阱 P sub. 〈100〉
形成P阱
– 在N阱区生长厚氧化层，其它区域被氮化硅层 保护而不会被氧化 – 去掉光刻胶及氮化硅层 – P阱离子注入，注硼
P阱
形成第一层金属
– 淀积金属钨(W)，形成钨塞
形成第一层金属
– 淀积金属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等 – 光刻9，第一层金属版，定义出连线图形 – 反应离子刻蚀金属层，形成互连图形
正硅酸乙脂（TEOS）分解 650～750℃
形成穿通接触孔 – 化学气相淀积PETEOS, 等离子增强正硅酸四乙酯热分解 Plasma Enhanced TEOS ：tetraethylorthosilicate [Si(OC2H5)4] -- 通过化学机械抛光进行平坦化 – 光刻穿通接触孔版 – 反应离子刻蚀绝缘层，形成穿通接触孔 形成第二层金属 – 淀积金属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等 – 光刻10，第二层金属版，定义出连线图形
栅氧化，开启电压调整
栅氧化层 N阱
多晶硅淀积
多晶硅 栅氧化层 N阱
光刻4，刻NMOS管硅栅， 磷离子注入形成NMOS管
Nห้องสมุดไป่ตู้OS管硅栅
用光刻胶做掩蔽
N阱
光刻5，刻PMOS管硅栅， 硼离子注入及推进，形成PMOS管
用光刻胶做掩蔽
PMOS管硅栅
N阱
磷硅玻璃淀积
磷硅玻璃
N阱
光刻6，刻孔、磷硅玻璃淀积回流 （图中有误，没刻出孔)
N阱
推阱
– 退火驱入，双阱深度约1.8μm – 去掉N阱区的氧化层
形成场隔离区
– 生长一层薄氧化层 – 淀积一层氮化硅 – 光刻2场隔离区，非隔离区被光刻胶保护起来 – 反应离子刻蚀氮化硅 – 场区硼离子注入以防止场开启 – 热生长厚的场氧化层 – 去掉氮化硅层
光刻胶
31P+
11B+
阈值电压调整注入 光刻3，VTP调整注入 光刻4，VTN调整注入
合金 形成钝化层
– 在低温条件下(小于300℃)淀积氮化硅 – 光刻11，钝化版 – 刻蚀氮化硅，形成钝化图形
测试、封装，完成集成电路的制造工艺 CMOS集成电路采用(100)晶向的硅材料
4) 图解双阱硅栅 CMOS制作流程
首先进行表面清洗，去除wafer 表面的保护层和 杂质，三氧化二铝 必须以高速粒子撞击，并 用化学溶 液进行清洗。
P阱
N阱
形成多晶硅栅（栅定义）
– 生长栅氧化层 – 淀积多晶硅 – 光刻5， 刻蚀多晶硅栅
形成硅化物
– – – – – – 淀积氧化层 反应离子刻蚀氧化层，形成侧壁氧化层（spacer, sidewall） 淀积难熔金属Ti或Co等 低温退火，形成C-47相的TiSi2或CoSi 去掉氧化层上的没有发生化学反应的Ti或Co 高温退火，形成低阻稳定的TiSi2或CoSi2
N阱
蒸铝、光刻7，刻铝、 光刻8，刻钝化孔 （图中展示的是刻铝后的图形）
Vin VSS NMOS管硅栅 Vo 硼注入 P-SUB N阱 磷硅玻璃 PMOS管硅栅
VDD
磷注入
离子注入的应用
N阱硅栅CMOS工艺流程
3) 双阱CMOS集成电路的工艺设计
磷31P+
–砷75As+
P sub. 〈100〉
形成N管源漏区
– 光刻6，利用光刻胶将PMOS区保护起来 – 离子注入磷或砷，形成N管源漏区
形成P管源漏区
– 光刻7，利用光刻胶将NMOS区保护起来 – 离子注入硼，形成P管源漏区
形成接触孔
– 化学气相淀积BPTEOS硼磷硅玻璃层 – 退火和致密 – 光刻8，接触孔版 – 反应离子刻蚀磷硅玻璃，形成接触孔
甘油
甘油
然后在表面氧化二氧化硅膜以减小 后一步氮化硅对晶圆的表面应力。 涂覆光阻(完整过程包括，甩胶→预 烘→曝光→显影→后烘→腐蚀→去除光 刻胶)。其中二氧化硅以氧化形成，氮化 硅LPCVD沉积形成(以氨、硅烷、乙硅烷 反应生成)。
光刻技术去除不想要的部分，此步骤为定 出P型阱区域。 (所谓光刻胶就是对光或电子束 敏感且耐腐蚀能力强的材料，常用的光阻液有 S1813,AZ5214等)。光刻胶的去除可以用臭氧 烧除也可用专用剥离液。氮化硅用180℃的磷酸 去除或含CF4气体的等离子刻蚀 (RIE)。
在P阱区域植入硼(+3)离子，因硅为+4价， 所以形成空洞，呈正电荷状态。(离子植入时与 法线成7度角，以防止发生沟道效应，即离子 不与原子碰撞而直接打入)。每次离子植入后必 须进行退火处理，以恢复晶格的完整性。(但高 温也影响到已完成工序所形成的格局)。
LOCOS (local oxidation of silicon)选择性氧 化：湿法氧化二氧化硅层，因以氮化硅为掩模会 出现鸟嘴现象， 影响尺寸的控制。二氧化硅层在 向上生成的同时也向下移动，为膜厚的0.44倍， 所以在去除二氧化硅层后，出现表面台阶现象。 湿法氧化快于干法氧化，因OH基在硅中的扩散速 度高于O2。硅膜越厚所需时间越长。