與亞微米工藝類似,柵氧化層工藝是通過熱氧化形成高質量的柵氧化層,它的熱穩(wěn)定性和界面態(tài)都非常好。
1)清洗。將晶圓放入清洗槽中清洗,得到清潔的表面。因為后面一道工序是生長柵氧化層,對氧化膜的質量要求非常高,不能有缺陷,所以生長氧化硅前再過一道酸槽清除自然氧化層,同時熱氧化生長的柵氧化層厚度會更精確。
2)生長厚柵氧化層。利用爐管熱氧化生長一層厚的二氧化硅柵氧化層,溫度為850°C左右。先用濕氧氧化法,通入H2和O2的混合氣體,然后用干氧氧化法,通入高純度的氧氣使硅氧化。干氧生長的氧化物結構、質地和均勻性均比濕氧生長的氧化物好,但用濕氧形成的氧化物的TDDB比較長。圖4-170所示為生長厚柵氧化層后的剖面圖。
3)厚柵氧光刻處理。通過微影技術將厚柵氧掩膜版上的圖形轉移到晶圓上,形成中壓器件柵氧化層的圖案,保留中壓器件區(qū)域的光刻膠。AA作為厚柵氧光刻曝光對準。圖4-39所示為電路的版圖,工藝的剖面圖是沿 AA'方向,圖4-171 所示為厚柵氧光刻的剖面圖,圖4-172 所示為厚柵氧顯影的剖面圖。
4)測量厚柵氧光刻套刻,收集曝光之后的厚柵氧光刻與 AA的套刻數(shù)據(jù)。
5)檢查顯影后曝光的圖形。
6)濕法刻蝕去除低壓器件區(qū)域氧化層。通過濕法刻蝕去掉低壓器件區(qū)域的氧化層,留下中壓器件區(qū)域的柵氧。圖4-173所示為去除低壓器件區(qū)域氧化層的剖面圖。
7)去光刻膠。通過干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-174所示為去除光刻膠后的剖面圖。
8)清洗。將晶圓放入清洗槽中清洗,得到清潔的表面,防止表面的雜質在生長薄柵氧化層時影響氧化層的質量。
9)生長薄柵氧化層。利用爐管熱氧化生長一層薄的二氧化硅柵氧,溫度為800°C左右,先用濕氧氧化法,通入H2和O2的混合氣體,然后用干氧氧化法,通入高純度的氧氣使硅氧化。該步驟為低壓器件的柵氧,中壓器件的柵氧就是兩次所生長的柵氧,但不是相加,因為有氧化層覆蓋的區(qū)域和沒有氧化層覆蓋的區(qū)域柵氧的生長速率是不一樣的。圖4-175所示為生長薄柵氧和厚柵氧的剖面圖。
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原文標題:柵氧化層工藝-----《集成電路制造工藝與工程應用》 溫德通 編著
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