與亞微米工藝類似,源漏離子注入工藝是指形成器件的源漏有源區重摻雜的工藝,降低器件有源區的串聯電阻,提高器件的速度。同時源漏離子注入也會形成n型和p型阱接觸的有源區,或者n型和p型有源區電阻,以及n型和p型多晶硅電阻。
1)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氧化層時影響氧化層的質量。
2) 襯底氧化。利用爐管熱氧化生長一層薄的氧化層,利用O2在850°C左右的溫度下使多晶硅和襯底硅氧化,形成厚度約100A的氧化硅,修復蝕刻時的損傷,表面的氧化硅可以防止離子注入隧道效應,隔離硅襯底與光刻膠,防止光刻膠中的有機物與硅接觸污染硅襯底。
3)n+光刻處理。通過微影技術將n+掩膜版上的圖形轉移到晶圓上,形成n+的光刻膠圖案,非n+區域上保留光刻膠。n+為 NMOS 源和漏的離子重摻雜離子注入,以及有源區和多晶硅重摻雜離子注入。AA作為n+光刻曝光對準。電路的版圖參見圖4-58,工藝的剖面圖是沿 AA'方向。圖4-202所示n+光刻的剖面圖。圖4-203所示為n +顯影的剖面圖。
4)測量n+光刻套刻,收集曝光之后的n+光刻與AA的套刻數據。
5)檢查顯影后曝光的圖形。
6) n+離子注入。通過低能量、淺深度、重摻雜的砷離子注入,形成重摻雜 NMOS 的源和漏,以及形成n型有源區電阻和多晶硅電阻。采用離子注入法,降低 NMOS 源和漏的串聯電阻,提高 NMOS 的速度。圖4-204所示n+離子注入的剖面圖。
7)去除光刻膠。干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-205所示為去除光刻膠的剖面圖。
8)n+退火激活。利用快速熱退火在800°C的H2環境中,修復n+離子注入造成硅表面的晶體損傷,恢復晶格結構,激活砷離子。
9)P+光刻處理。通過微影技術將p+掩膜版上的圖形轉移到晶圓上,形成p+的光刻膠圖案,非p+區域上保留光刻膠。P+為PMOS 源和漏的重摻雜離子注入,以及有源區的離子重摻雜注入。AA 作為p+光刻曝光對準。圖4-58所示為電路的版圖,工藝的剖面圖是沿AA'方向。如圖4-206所示,是p+光刻的剖面圖。圖4-207所示為p+顯影的剖面圖。
10)測量P+光刻套刻,收集曝光之后的p+光刻與AA 的套刻數據。
11) 檢查顯影后曝光的圖形。
12)p+離子注入。通過低能量、淺深度、重摻雜的二氟化硼離子注入,形成重摻雜PMOS 的源和漏,以及形成p 型有源區電阻和多晶硅電阻。采用離子注入法,降低 PMOS 源和漏的串聯電阻,提高PMOS 的速度。圖4-208所示為P+離子注入的剖面圖。
13)去除光刻膠。干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-209所示為去除光刻膠的剖面圖。
14) P+退火激活。利用快速熱退火在800°C的H2環境中,修復p+離子注入造成硅表面的晶體損傷,恢復晶格結構,激活硼離子。
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原文標題:源漏離子注入工藝-----《集成電路制造工藝與工程應用》 溫德通 編著
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