文章來源：半導體與物理

原文作者：jjfly686

淺溝道隔離（STI）是芯片制造中的關鍵工藝技術，用于在半導體器件中形成電學隔離區域，防止相鄰晶體管之間的電流干擾。本文簡單介紹淺溝道隔離技術的作用、材料和步驟。

淺溝道隔離（STI）是芯片制造中的關鍵工藝技術，用于在半導體器件中形成電學隔離區域，防止相鄰晶體管之間的電流干擾。其核心是在硅襯底上刻蝕出淺層溝槽，并填充絕緣材料（如二氧化硅），從而將不同晶體管或電路模塊分隔開。例如，PMOS和NMOS晶體管通過STI結構實現物理隔離，避免因載流子聚集導致的漏電問題。

淺溝道隔離的作用

電氣隔離：防止相鄰器件間的電流串擾，提升芯片穩定性。

降低漏電：通過優化溝槽底部的內襯層結構，減少載流子聚集，避免漏電。

提升性能：采用多級溝槽設計（如寬度逐級遞減）可增加柵極溝道寬度，降低電阻，增強電流驅動能力。

工藝兼容性：與CMOS工藝高度兼容，適用于高密度集成電路制造。

淺溝道隔離的材料

STI結構的材料分為多個功能層：

淺溝道隔離的制程工藝

STI工藝主要包含以下核心步驟（圖2a-2d）：

1. 溝槽刻蝕

在硅襯底上通過光刻和干法刻蝕形成淺溝槽（深度通常為0.2-0.5μm）。

2. 熱氧化層生長

在溝槽內壁生長一層SiO?（約10-20nm），修復刻蝕損傷并降低界面態密度。

3. 內襯層沉積與處理

沉積氮化硅等材料作為內襯，隨后選擇性去除溝槽底部的內襯層，避免漏電。

4. 高密度等離子體氧化物填充

使用SOD旋涂填充SiO?，之后進行回火工藝固化SiO?。

5. 化學機械拋光（CMP）

去除表面多余的氧化物，使硅片表面平坦化，為后續工藝（如柵極制作）做準備。