雙阱工藝的制造過程

與亞微米工藝類似，雙阱工藝是指形成NW和PW的工藝，NMOS 是制造在PW里的，PMOS是制造在NW里的。它的目的是形成PN 結(jié)隔離，使器件之間形成電性隔離，優(yōu)化晶體管的電學(xué)特性。

1）清洗。利用酸槽清洗晶圓，得到清潔的表面。

2） 生長犧牲層氧化硅。利用爐管熱氧化生長一層二氧化硅薄膜，它是干氧氧化法。利用高純度的氧氣在900°C左右的溫度下使硅氧化，形成厚度約200~300A的二氧化硅。犧牲層氧化硅可以防止離子注入隧道效應(yīng)，隔離光刻膠與硅襯底，防止光刻膠接觸污染硅襯底，也可以捕獲硅表面的缺陷。同時為了消除Si3N4對有源區(qū)表面的影響，改善表面狀態(tài)，生長犧牲層氧化硅是必需的。如圖4-160所示，是生長犧牲層氧化物的剖面圖。

3）NW光刻處理。通過微影技術(shù)將 NW 掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓上，形成NW的光刻膠圖案，非NW 區(qū)域保留光刻膠。AA作為NW光刻曝光對準(zhǔn)。如圖4-5所示，是電路的版圖，工藝的剖面圖是沿AA’方向。圖4-161 所示為 NW光刻的剖面圖。圖4-162 所示為NW顯影的剖面圖。

4）測量NW套刻，收集曝光之后的NW與 AA的套刻數(shù)據(jù)。

5）檢查顯影后曝光的圖形。

6）NW離子注入。利用離子注入形成n型的阱。圖4-163所示NW離子注入的剖面圖。NW 離子注入包括三道工序：

a）第一道離子注入磷，離子注入得比較深，能量很高，用以調(diào)節(jié)阱的濃度，降低阱的電阻，可以有效防止閂鎖效應(yīng)。

b）第二道離子注入磷，離子注入得比較淺，能量比較低，作為溝道濃度調(diào)節(jié)，加大LDD 以下局部阱的濃度，使器件工作時該位置的耗盡層更窄，防止器件源漏穿通漏電。

c）第三道離子注入砷，離子注入表面，能量很低，調(diào)節(jié)PMOS閾值電壓Vt。

7）去光刻膠。利用干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-164 所示為去除光刻膠的剖面圖。

8）PW光刻處理。與NW光刻處理類似，通過微影技術(shù)將PW掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓上，形成PW的光刻膠圖案，非PW區(qū)域保留光刻膠。AA作為PW光刻曝光對準(zhǔn)。圖4-5所示為電路的版圖，工藝的剖面圖是沿 AA'方向，圖4-165所示為PW光刻的剖面圖，圖4-166所示力PW 顯影的剖面圖。

9）測量PW套刻。收集曝光之后的PW與 AA的套刻數(shù)據(jù)。

10）檢查顯影后曝光的圖形。

11）PW離子注入。利用離子注入形成P型的阱。圖4-167所示為PW 離子注入的剖面圖。PW 離子注入包括三道工序：

a）第一道離子注入硼，離子注入得比較深，能量很高，用以調(diào)節(jié)阱的濃度，降低阱的電阻，可以有效防止閂鎖效應(yīng)。

b）第二道離子注入硼，離子注入得比較淺，能量比較低，作為溝道濃度調(diào)節(jié)，加大LDD以下局部阱的濃度，使器件工作時該位置的耗盡層更窄，防止器件源漏穿通漏電。

c）第三道離子注入BF2，離子注入表面，能量很低，調(diào)節(jié) NMOS 閾值電壓Vt。

12） 去光刻膠。利用干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-168所示去除光刻膠的剖面圖。

13）NW和PW阱離子注入退火。利用 RTA 在H2環(huán)境中加熱退火激活 NW和PW的雜質(zhì)離子，修復(fù)離子注入造成的硅襯底晶格損傷，同時會造成雜質(zhì)的進(jìn)一步擴散，快速熱退火可以降低雜質(zhì)的擴散。

14）濕法刻蝕去除犧牲層氧化硅。利用HIF 和H2O（比例是50:1）去除犧牲層氧化硅。圖4-169所示為去除犧牲層氧化硅的剖面圖。