CMOS工艺-STI(浅沟槽隔离)

news/2024/10/5 10:37:35/

知识星球里的学员问:能介绍STI工艺吗?相比于LOCOS,STI工艺有哪些有点?

什么是STI工艺?

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如上图,STI(Shallow Trench Isolation)浅沟槽隔离,先在硅片上刻蚀浅沟槽,然后填充氧化硅,形成电气隔离层。主要作用是将CMOS的nMOSFET和pMOSFET隔离开,防止相互干扰。

什么是LOCOS工艺?

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如上图,LOCOS(局部氧化硅),是一种早期的隔离技术。在硅片表面进行局部氧化来形成氧化硅来隔离。

LOCOS主要的缺点是‘鸟嘴效应’,随着集成电路的尺寸越来越小,LOCOS工艺的“鸟嘴效应”导致器件之间的隔离区域变得太大,无法满足先进制程对高密度集成的要求,因此LOCOS工艺逐渐被替代。

STI工艺流程?

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1. 薄膜沉积(Stack deposition):

首先,在硅衬底上依次沉积氧化硅、氮化硅,并做好光刻胶图形。氧化硅起到电气隔离的作用,而氮化硅则是保护硅衬底在后续的热氧化步骤中不被氧化,光刻胶图形是刻蚀掩模的作用。

2. 干法刻蚀(Dry etch by RIE):

用RIE的方法刻蚀掉多余的SiO2,SiN。所用气体均为CF4+Ar,SiN刻蚀的角度在87°左右,以便于后续的沟槽填充。而硅的刻蚀而用Cl2+HBr气体,角度在85°左右,且侧壁光滑没有损伤。

3. 光刻胶去除(Photoresist removal)。

4. 热氧化(Thermal Oxidation):

对沟槽侧壁进行热氧化,形成一层薄的氧化硅,该层可以作为后续填充氧化物的缓冲层,并且能够修复在刻蚀过程中产生的表面损伤。

5. 沟槽填充(Filling trench with CVD-Oxide):

使用化学气相沉积(CVD)方法填充沟槽,通常使用二氧化硅作为填充材料,以形成隔离区。

6. 化学机械抛光(CMP):

通过CMP工艺,沟槽中的氧化硅层平坦化,并去除氮化硅上多余的氧化硅。

7. 去除氮化硅掩膜(Removal of the protective nitride),得到完整的隔离结构。


http://www.ppmy.cn/news/1533830.html

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