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LOCOS 隔离工艺
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-10-08 | 94 次浏览 | 分享到:

在CMOS 集成电路中,所有的器件都是制造在同一个面积非常小的硅衬底上,它们之间的隔离就变得尤为重要,如果器件之间的隔离不好,器件之间就会出现漏电流,从而引起直流功耗增加,甚至导致器件之间的相互干扰,造成电路逻辑功能改变和闩锁效应。

LOCOS 隔离工艺是指以氮化硅为遮蔽层实现硅的选择性氧化,在器件有源区之间嵌入很厚的氧化物,从而形成器件之间的隔离,这层厚厚的氧化物称为场氧。利用 LOCOS 隔离工艺可以改善寄生场效应晶体管和闩锁效应。

由于LOCOS 隔离工艺存在鸟嘴效应和白带效应,所以LOCOS 隔离工艺在深亚微米工艺技术的应用受到很大限制。

1)清洗。将晶圆放入清洗槽中清洗,得到清清的硅表面,防止硅表面的杂质在生长LOCOS场氧时影响氧化层的质量。

2)生长LOCOS场氧。利用炉管热氧化生长一层很厚的二氧化硅,它是湿氧氧化法,因为湿氧氧化法的效率更高。利用H2O2在1000°C左右的温度下使硅氧化,形成厚度约4500~5500A 的二氧化硅作为LOCOS 隔离的氧化物。LOCOS场氧可以有效地隔离 NMOS与PMOS,降低闩锁效应的影响。Si3N4阻挡了氧化剂的扩散,使Si3N4下面的硅不被氧化,Si3N4的顶部也会生长出一层薄的氧化层。如图4-24所示,是生长 LOCOS 场氧的剖面图。

3)湿法刻蚀去除Si3N4。因为Si3N4的顶部也会形成一层薄的氧化层,所以首先要去除该氧化层。首先利用HF 和H2O(比例是50:1)去除氧化层,再用180°C浓度91.5%的H3PO4Si3N4反应去除晶圆上的Si3N4。该热磷酸对热氧化生长的二氧化硅和硅的选择性非常好,通过改变磷酸的温度和浓度可以改变它对热氧化生长的二氧化硅和硅的进择性。去除Si3N4的剖面图如图4-25所示。

4)湿法刻蚀去除前置氧化层。利用湿法刻蚀去除前置氧化层。去除前置氧化层的剖面图如图4-26所示。