Основний виробничий процес інтегрованих схем CMOS

 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) technology has developed into a mainstream process technology for semiconductor manufacturing since it was proposed by Wanlass and Sah in 1963. With the continuous development and improvement of key technologies such as local oxidation process of silicon, ion implantation technology, and lithography technology, the CMOS process has been widely used, and it follows Moore's law to continuously reduce the feature size and покращити інтеграцію.

Основний виробничий процес інтегрованих схем CMOS

Фронт Кінець

У процесі {{0}}. Метод ізоляції: 0. 0,18 мкм і нижче: Неглибока траншея (ІПСШ) використовується для зменшення паразитарної ємності ізольованої області та покращення продуктивності ланцюга.

Формування пастки: У процесі 0.

Задній Кінець

Процес зворотного кінця завершує металевий взаємозв'язок пристрою.

Матеріал взаємозв'язку:

Більше {{0}}. 18 мкм: в основному використовуйте металевий алюміній як матеріал взаємозв'язку. 0,18 мкм і нижче: Хоча алюміній все ще може використовуватися для взаємозв'язків, мідь в основному використовується як матеріал взаємозв'язку для зниження опору та покращення продуктивності схеми. Процеси взаємозв'язку: включаючи утворення декількох шарів металевої електропроводки та VIAS, а також контакт з металевим силіконом.

0040-35057 зварювання Rev.C, вставка щілини клапана, обробка камери

Спрощені кроки для 0. 18 мкм процесу CMOS

1. Підготовка підрядів: Виберіть відповідну силіконову підкладку для очищення та попередньої обробки.

2. Оксид росту: на підкладці вирощують тонкий оксидний шар, щоб діяти як маскувальний шар для подальших процесів.

3.Lithography та травлення: закономірності формуються за допомогою фотолітографії та переносяться на субстрати через процес травлення.

4. Імплантація: Відповідно до вимог пристрою, проводяться різні типи іонної імплантації для формування ділянок та пасток джерела.

5. Ансування: Іони, що вводяться, відпалюються для відновлення пошкодження решітки та активації атомів домішок.

6. Стипія СТІ: Неглибокі канавки врізаються в область, яка повинна бути ізольованою та наповнена матеріалами, такими як оксид кремнію, утворюючи зону ізоляції.

7. МЕТАЛЬНА ЗМІННА: Для завершення металевого взаємозв'язку пристрою утворюються кілька шарів металевої електропроводки та VIAS.

8. Пасіація та інкапсуляція: на поверхні пристрою утворюється шар пасивації та інкапсульований для захисту пристрою та підвищення надійності.

0.

Формування активних зон

Осадження шару оксиду вкладиша та шару нітриду кремнію: на кремнієвому підкладці типу р або епітаксіальний шар P-типу (Sio₂) вперше вирощується тепловим окисленням як оксид вкладиша для полегшення напруги між підсумковим шаром кремнію. Далі, шар кремнієвого нітриду осаджується як твердий шар маски для подальших кроків травлення.

Літографія та травлення: Експозиція та розвиток проводяться за допомогою 1 літографічної пластини для видалення фоторезиста з ізольованих областей пристрою. Згодом кремнієвий нітрид, оксид лайнера та частина кремнію, які не покриті фоторезистом, видаляються мокрим або сухим травленням, утворюючи попередню структуру неглибокої ізоляції канавки (STI).

Тепловий ріст та планування кремнезему: після зняття фоторезиста вирощують шар кремнезему на нижній та бічній стінці неглибокого канавки тепловим окисленням, що називається раундінгоксидом, який використовується для згладжування гострі кути дна неглибокої канавки для зменшення зменшення напруги розбиття та генерації. Далі, шар кремнезему осаджується та ущільнюється за допомогою осадження пари низького тиску (LPCVD). Нарешті, процес планування проводиться за допомогою хімічного механічного полірування (CMP) для забезпечення плавного прогресу наступного процесу.

Видалення кремнієвого нітриду та росту кінцевого оксидного шару: після вилучення шару нітриду кремнію та частину шару кремнезему видаляють шар кремнієвого діоксиду на 900 градусів у вигляді бар'єрного шару для наступної іонної імплантації.

0040-50414 Дверний щілинний клапан Waffle без вафлі 200 EMAX

Формування N-пасток і P-пастки

Формування N-пасток: експозиція та розвиток з використанням 2 літографічних табличок для видалення фоторезиста в області N-пастки. Згодом іон високоенергетичної високої дози (P) іон вводиться у утворення N пастки. Потім миш'яку (як) вводять при меншій енергії, щоб запобігти проникненню між джерелами PMOS та стоками. Нарешті, низькоенергетична ін'єкція AS використовується для регулювання напруги ПМО. Цей розподіл енергії та дози від високого до низького створює так званий ретроградевелл. Формування P-пасток: Після вилучення фоторезиста літографія P-пастки проводиться за допомогою 3 літографічних табличок. Згодом високоенергетичний, високодозовий борон (B) вводиться для утворення P-пастки. Далі B вводиться при меншій енергії для запобігання проникнення між джерелами NMOS та стоками. Нарешті, низькоенергетична ін'єкція B використовується для регулювання напруги ввімкнення НМО.

Формування воріт

Зростання оксиду воріт та осадження полісилікону: Після утворення N-пастки та P-пастки шар оксиду видаляється і пластина очищається. Потім шар оксиду теплового росту утримується на рівні 800 градусів. Далі, шар полісилікону відкладається як матеріал воріт.

Літографія та корозія воріт: Літографія воріт виконується за допомогою літографічної пластини 4-, а небажаний полісилікон видаляється сухим травленням, утворюючи ворота та полікристалічного взаємозв'язку пристрою.

Формування світлового допінгового джерела (LDD).

Формування NMOSLDD: Після утворення воріт проводиться полікристалічне окислення, а шар кремнезему вирощується термічно на полікристалічному воріт. Літографію NMOSLDD проводили за допомогою літографічної пластини 5- з подальшим імплантацією низької енергії як іонів для утворення злегка допедованої області джерела (NLDD) NMOS.

Формування PMOSLDD: Після видалення фоторезиста фотолітографія PMOSLDD проводиться за допомогою 6 літографічних табличок. Далі, низькоенергетичні B іони вводять для утворення злегка легованої області джерела (PLDD) PMOS. Оскільки B дифундує швидше, ніж AS, енергія ін'єкції PLDD нижча, ніж у NLDD.

Виробництво прокладки

Осадження та корозія: шар TeOS (тетраетоксисилан) осаджується на диску як попередник спейсера. Після цього проводиться ізотропна суха корозія, яка зберігає TEOS на бічній стінці полісилікону воріт, утворюючи розпір. Рапідне термічне відпал: високотемпературний швидкий тепловий відпал (RTA) проводиться на введеному LDD для активації ін'єкційних атомів невігування та відновлення пошкоджень слизу. Роль спейсера полягає в блокування подальшої ін'єкції джерела та досягнення самовирівнювання процесу.

Формування каналів NMOS та PMOS

Ін'єкція зливів джерел NMOS: Після виготовлення розпірки тонкий шар оксиду термічно вирощується як бар'єр ін'єкції. Літографічна пластина {7- була використана для літографії стоку джерела NMOS з подальшим імплантацією високої енергії як іонів, утворюючи ділянку зливної ділянки НМО.

Ін'єкція зливного джерела PMOS: Після видалення фоторезиста літографія зливного джерела PMOS проводиться за допомогою літографічної пластини 8-. Далі вводиться іон BF₂ (BF₂-це сполука B, яка використовується для збільшення концентрації допінгу PMOS-джерела-дренування) для утворення ділянки-дренування ПМО. Через велику масу іонів BF₂ енергія ін'єкції порівняно низька.

Поки що основні етапи 0. 18 мкМ CMOS-процесу завершено, включаючи утворення активної області, виготовлення свердловин N і P, утворення воріт, утворення світла допінгового джерела та зливу, виготовлення спейсеру та утворення NMOS та джерела PMOS. Разом ці кроки утворюють основну структуру інтегрованої схеми CMOS та створюють основу для подальших процесів зворотного кінця (металеві взаємозв'язки тощо).

0.

У процесі заднього алюмінієвого взаємозв'язку головне-виготовлення металевого взаємозв'язку, а наступні-детальні кроки 6- Алюмінієвий взаємозв'язок шару:

Створення контакту

Осадження медіа та планування: По -перше, шар TeOS (тетраетоксисилан) осаджується як базовий шар медіа, а потім осадження TEOS (BPSG), легованих B і P, для поліпшення плинності та покриття ступеня середовища. Нарешті, процес планування проводиться за допомогою CMP (хімічне механічне полірування), щоб зробити поверхню диска плосним.

Літографія та корозія контактної діри: контактні отвори - це літографія за допомогою специфічної літографічної пластини, а потім проводиться сухе травлення для видалення діелектричного шару, який не покривається фоторезистом для формування контактних отворів.

Контактна наповнення отвору: Ti (титан), олово (нітрид титану) та W (вольфрам) відкладаються, де Ti і олово використовуються як адгезія та бар'єрні шари, а W використовуються як матеріал наповнення. Надлишок W на поверхні видаляється CMP W, і зберігається лише W всередині контактного отвору, утворюючи кінцеву структуру контактного отвору.

Виготовлення першого шару металу

Осадження металу: Після виготовлення контактного отвору TI, ALCU (алюмінієвий сплав) та олово осаджуються, з Альку як основним струмопровідним матеріалом, а Ti та олово-як шар адгезії та бар'єрний шар відповідно.

Літографія та травлення першого шару: Літографія проводиться за допомогою літографічної пластини першого шару металу, а потім металевий шар, який не покривається фоторезистом, видаляється травленням, утворюючи взаємопов'язану структуру першого шару металу.

Виготовлення через отвори та наступні металеві шари

Процес через отвір: через отвори здійснюються в аналогічному процесі для контакту отворів і використовуються для з'єднання схем між різними металевими шарами. Процес металевого шару: починаючи з другого шару металу, виробництво кожного шару металу включає металеві родовища, фотолітографію, травлення та інші етапи. Зі збільшенням кількості металевих шарів товщина металевого шару відповідно збільшується, щоб протистояти більш високим струмам і забезпечити кращу розсіювання тепла. Заключний металевий шар та секція: Після виготовлення всіх металевих шарів пристрій нарізаний і диск розрізається на окремі чіпси.

Пасивація та виготовлення колодок

Осадження шару пасивації: Після завершення верхнього шару металу Sio₂ та Si₃n₄ осаджуються як пасиваційні шари для захисту мікросхеми від пошкодження від зовнішнього середовища.

Літографія та корозія прокладки: Літографія прокладки проводяться за допомогою специфічної літографічної пластини, а потім пасиваційний шар на колодці, який потрібно вести, видаляється травленням, утворюючи свинцеву область.

0.

Основна відмінність процесу взаємозв'язку міді та процесом взаємозв'язку алюмінію-це використання міді як матеріалу металевого взаємозв'язку та використання діелектрика низького К як ізоляційного матеріалу між металевими шарами. Нижче наведені детальні етапи процесу взаємозв'язку міді:

Посадження передметальних медіа

Осадження медіа та планування: По-перше, неплачений TEOS осідає як базовий рівень медіа, а потім відкладення BPSG та високотемпературна ущільнення та планування. Потім подальший шар неплаченого TeOS відкладається як кінцевий передметальний діелектричний шар.

Виготовлення контактних отворів

Літографія та корозія контакту: Подібно до процесу взаємозв'язку алюмінію, контактні отвори літографуються за допомогою специфічної літографічної пластини, а потім діелектричний шар, який не покривається фоторезистом, видаляється корозією.

Контактний наповнення отвору: тонкий шар Ti та олова осаджується як метод адгезії та бар'єру за допомогою методу CVD (хімічної пари) з подальшим осадженням W для заповнення. Надлишок W на поверхні видаляється CMP W, і утворюється кінцева структура контактних пор.

Виготовлення металевого шару 1

Діелектричне осадження з низьким К-К: покриття діелектрика низького К для зменшення ємності паразити. Літографія та травлення металевого шару: Sio₂ осаджується як кінцевий шар травлення, а потім метал 1 літографія та травлення проводяться для утворення металу 1-, наповненої канавкою.

Наповнення міді та CMP: TA осаджується як проникливий шар міді, а потім канавки для наповнення міді осідають методом ССЗ. Надлишок міді на поверхні видаляється CMP з утворенням взаємопов'язаної структури металу 1.

Виготовлення металевого шару 2

Бар'єр травлення та низьке осадження медіа К: гріх осаджується як шар бар'єру травлення, а потім низькі засоби K та sio₂ покриваються як кінцевий шар та шар наповнювача. Літографія та травлення через отвори та шари металів: літографія та травлення через отвір 1 проводяться для утворення структури через отвір. Далі йде фотолітографія та травлення металу 2, щоб утворити малюнок металу 2.

Наповнення міді та CMP: інфільтрований ТА нанесений на TA-інфільтрований шар, а також канавка наповнюється осадженою міддю CVD. Надлишок міді на поверхні видаляється CMP з утворенням взаємопов'язаної структури металу 2.

Виготовлення багатошарових металевих взаємозв'язків та прокладок

Подальше виготовлення металевих шарів: процес виготовлення металу 3 та його верхній шар схожий на метал 2, включаючи осадження шарів для травлення, медіа з низьким рівнем К, Sio₂, літографії, травлення, наповнення міді та CMP.

Виготовлення пасивації та прокладки: Після завершення верхнього металевого шару Si₃n₄ та Sio₂ осаджуються методом PECVD, оскільки пасиваційний захисний шар пристрою, а потім прокладка - це фотолітографія та корозійна обробка для формування свинцевої області прокладки.

Через вищезазначені кроки був завершений весь виробничий процес 0.