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CMOS工藝-STI(淺溝槽隔離)

09/23 10:30
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知識星球(星球名:芯片制造與封測技術社區(qū),星球號:63559049)里的學員問:能介紹STI工藝嗎?相比于LOCOS,STI工藝有哪些有點?什么是STI工藝?

STI(Shallow Trench Isolation)淺溝槽隔離,先在硅片上刻蝕淺溝槽,然后填充氧化硅,形成電氣隔離層。主要作用是將CMOS的nMOSFET和pMOSFET隔離開,防止相互干擾。什么是LOCOS工藝?

LOCOS(局部氧化硅),是一種早期的隔離技術。在硅片表面進行局部氧化來形成氧化硅來隔離。LOCOS主要的缺點是‘鳥嘴效應’,隨著集成電路的尺寸越來越小,LOCOS工藝的“鳥嘴效應”導致器件之間的隔離區(qū)域變得太大,無法滿足先進制程對高密度集成的要求,因此LOCOS工藝逐漸被替代。STI工藝流程?

1. 薄膜沉積(Stack deposition):

首先,在硅襯底上依次沉積氧化硅、氮化硅,并做好光刻膠圖形。氧化硅起到電氣隔離的作用,而氮化硅則是保護硅襯底在后續(xù)的熱氧化步驟中不被氧化,光刻膠圖形是刻蝕掩模的作用。

2. 干法刻蝕(Dry etch by RIE):

用RIE的方法刻蝕掉多余的SiO2,SiN。所用氣體均為CF4+Ar,SiN刻蝕的角度在87°左右,以便于后續(xù)的溝槽填充。而硅的刻蝕而用Cl2+HBr氣體,角度在85°左右,且側(cè)壁光滑沒有損傷。

3. 光刻膠去除(Photoresist removal)。

4. 熱氧化(Thermal Oxidation):

對溝槽側(cè)壁進行熱氧化,形成一層薄的氧化硅,該層可以作為后續(xù)填充氧化物的緩沖層,并且能夠修復在刻蝕過程中產(chǎn)生的表面損傷。

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

使用化學氣相沉積(CVD)方法填充溝槽,通常使用二氧化硅作為填充材料,以形成隔離區(qū)。

6. 化學機械拋光(CMP):

通過CMP工藝,溝槽中的氧化硅層平坦化,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),得到完整的隔離結(jié)構(gòu)。

關于SEMIBAY芯灣展,分為展會+論壇,共有二十大論壇,其中展會和開放論壇是免費的,另有6場閉門付費論壇,Tom在其中的兩場閉門論壇有講演:

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