CMOS 單元工藝
摘要:晶圓生產(chǎn)需要三個(gè)一般過程:硅精煉、晶體生長和晶圓形成。硅精煉開始于在大約 2000 °C 的電弧爐中用碳源還原二氧化硅。碳有效地從 SiO2 分子中“拉”出氧,從而將 SiO2 化學(xué)還原為大約 98% 的純硅,稱為冶金級(jí)硅 (MGS)??倻p少量由以下等式控制
二氧化硅?(固體)+2C(固體)—> Si(液體)+2CO(氣體)
? 濕蝕刻包括使用化學(xué)溶液去除材料。在 CMOS 制造中,濕法工藝用于清潔晶片和去除薄膜。濕法清潔工藝在整個(gè)工藝流程中重復(fù)多次。一些清潔過程指在去除微粒,而另一些則是去除有機(jī)或無機(jī)表面污染物。濕蝕刻劑可以是各向同性的(即,所有方向的蝕刻速率都相同)或各向異性的(即,不同方向的蝕刻速率不同),盡管在 CMOS 制造中使用的大多數(shù)濕蝕刻劑是各向同性的。通常,與干蝕刻工藝相比,濕蝕刻劑往往具有高度選擇性。為了提高蝕刻均勻性并幫助去除微粒,通常對(duì)蝕刻劑進(jìn)行超聲波振動(dòng)。此外,微控制器可精確控制浴槽的溫度。蝕刻完成后,晶片在去離子 (DI) 水中沖洗,然后旋轉(zhuǎn)干燥。
? 濺射蝕刻是純機(jī)械過程,等離子蝕刻是純化學(xué)過程,而 RIE 是濺射蝕刻和等離子蝕刻的組合。在 RIE 中,氣體或氣體混合物(例如碳氟化合物)在產(chǎn)生自由基和離子化物質(zhì)的地方被電離,這兩者都與晶片表面相互作用。RIE 是主要的蝕刻工藝,因?yàn)樗梢蕴峁R射蝕刻和等離子蝕刻的優(yōu)點(diǎn)。換句話說,RIE 可以是高度選擇性和高度各向異性的。
? 絕緣體、導(dǎo)體和半導(dǎo)體都是CMOS集成電路所必需的。通常需要半導(dǎo)體,例如用于有源區(qū)的晶體硅和用于柵電極/局部區(qū)域互連的多晶硅。Si3N4、SiO2 和摻雜玻璃等絕緣體用于柵極電介質(zhì)、器件隔離、金屬對(duì)襯底隔離、金屬對(duì)金屬隔離、鈍化、蝕刻掩模、注入掩模、擴(kuò)散阻擋層和側(cè)壁隔離物。