​启闳半导体科技(江苏)有限公司QiHong Semicon TECHNOLOGY (JIANGSU) CO.,LTD

电子邮箱  
密码      忘记密码?
  注册
前段制程FEOL---晶圆上的元件制程
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-04-03 | 369 次浏览 | 分享到:

此节以半导体的代表,CMOS-半导体为例,对前段制程FEOL进行详细说明。此说明将依照FEOL主要制程的剖面构造模型,说明非常详细,但一开始先掌握大概即可。前段制程的前半为“FEOL制程”

1.准备一块直径300 m m(12英寸)、厚0•775mm、双面镜面研磨的p型矽晶圆。

2.将矽晶圆洗净,加热,经由加热氧化法使矽(Si)与氧(o)产生反应,形成二氧化矽(SiO4)膜,接着以矽烷(SiH4)与氨气进行气相反应,生成矽氮化(Si3N4膜(CVD:将晶圆放入化学反应器,并将预计成膜的气体流入,使薄膜发生堆积的方法)。

3.在矽晶圆表面涂上称为光阻的感光性树脂材料,用氟化氢(ArF)准分子雷射激光器透过光罩照射晶圆,将光罩上的图样缩小成1/4转印在晶圆上。光罩亦可称为Reticle,为用络(Cr)薄膜,将欲转印的图样的四倍尺寸大小的图样形成在石英板上,分子雷射激光器在有铬金属的位置被遮蔽、石英部分则可以穿透。

4.借由显像处理,可在光阻上形成图样。制程③及④合称为“黄光微影制程”。

5.以光阻形成的图样做为遮罩,依次序将Si3N4膜、SiO2膜、Si表面进行干式蚀刻,在矽基板表面形成“浅沟”。

6.将光阻剥离后,在洗净的晶圆上以SiH4及O2的CVD堆积上较厚的SiO2膜。

7.以化学机械研磨(CMP)法对较厚的SiO2,膜进行研磨,形成浅沟内埋藏有SiO2膜的构造。

8.将Si3N4以蚀刻全部去除并洗净,透过黄光微影制程,将基底图样一部分以光阻覆盖,剩余部份则在基板表面注入磷(P)离子,形成打入式n型导电性区域的“n-well(电子井)”。

9.在光阻剥除后,将晶圆表面的SiO2膜去除,并将清洗的晶圆重新加热氧化,使长成闸极绝缘层(SiO2)。

10.借由CVD法,将SiH4气体在氮气(N2)中热分解,以长成多晶矽(Poly-Si)。

11.以黄光微影法在多晶矽(Poly-Si)上形成图案,并在“闸极电极”形成后,以黄光微影制程将基底图案的一部分以光阻遮盖,剩下的部分则注入磷离子,形成与闸极电极自动对准性(self-align)的n-通道MOS电晶体的源极与汲极n型区域。接着,以同样的制程,将硼(B)离子与闸极电极自动对准的方式注入,形成p-通道MOS电晶体的源极与汲极 p型区域。

12.经光阻剥除,清洗,以CVD法长成整面的厚型SiO2膜,并以高度非等向性干式蚀刻,使电极侧面形成SiO2侧墙”。

13.以光阻覆盖p-通道MOS电晶体的部分,以砷(As)对侧墙进行自动对准的离子注入,形成n-通道MOS电晶体的源极与汲极n