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第九章 集成电路制造工艺集成;9.1 引 言; 硅片制造厂的分区 硅片制造厂分成6个独立的生产区：扩散（包括 氧化、热掺杂等高温工艺）、光刻、刻蚀、薄膜（包括APCVD、 LPCVD、 PECVD、溅射 等）、离子注入和抛光（CMP）。;CMOS简要工艺流程;CMOS简要工艺流程（续） ;CMOS简要工艺流程（续）;9.2 先进的0.18μm CMOS集成电路工艺技术; 8. 局部互连工艺 9. 通孔1和金属塞1的形成 10. 金属1互连的形成 11. 通孔2和金属塞2的形成 12. 金属2互连的形成 13. 制作金属3直到制作压点及合金 14. 参数测试 ; 1. 双阱工艺;3. 第一次光刻：光刻N阱注入区，不去胶，光刻胶阻挡注入。 4. N阱磷注入（连续三次）：①倒掺杂注入以减小CMOS器件的闭锁效应，能量高200KEV、结深1.0μm左右②中等能量注入以保证源漏击穿电压③小剂量注入以调整阈值电压。 5. 退火 作用①杂质再分布②修复注入损伤③注入杂质电激活 ;P阱的形成步骤 1. 第二次光刻（用N阱的反版）：光刻P阱注入区，不去胶。 2. P阱硼注入（连续三次） ：①倒掺杂注入以减小CMOS器件的闭锁效应，结深1.0μm左右②中等能量注入以保证源漏击穿电压③小剂量注入以调整阈值电压。 ;3. 退火 作用同“N阱的形成”。 形成N阱和P阱的工艺目的：确定PMOS和NMOS管的有源区（即源区、栅区和漏区）。 ;2. 浅槽隔离工艺; 2. 浅槽隔离工艺;2. 氮化硅淀积：LPCVD淀积，作用：做CMP的阻挡层，保护有源区免受CMP的过度抛光 3. 第三次光刻：光刻浅槽隔离区 4. STI槽刻蚀：RIE刻蚀，槽深1.0μm左右 ;STI氧化物填充步骤 1. 沟槽衬垫氧化硅生长：厚度150? 作用：改善硅与沟槽填充氧化物之间的界面特性。 2. 沟槽CVD氧化物填充：LPCVD方法;STI氧化层抛光－氮化物去除步骤 1. 沟槽氧化物抛光CMP 2. 氮化硅去除：热磷酸煮 ;3. 多晶硅栅结构工艺; 多晶硅掺杂：也可以原位掺杂，作用：形成导电的栅电极 3. 第四次光刻：光刻多晶硅栅，DUV深紫外步进式光刻机曝光，多晶硅上涂抗反射层（ARC），随后进行特征尺寸、套刻精度、缺陷等质量检查。 4. 多晶硅栅刻蚀：用最好的RIE刻蚀机，保证垂直的侧壁 注意：从栅氧生长到多晶硅要连续进行以免硅片沾污等其它问题; 4. 轻掺杂漏（LDD）工艺;P－轻掺杂漏注入步骤 1. 第六次光刻：光刻P－LDD注入区，不去胶 2. P－LDD注入：低能量注入BF2， BF2的作用①比硼的分子量大利于表面非晶化，②比硼的扩散系数低在后续的热处理中利于维持浅结; 5. 侧墙形成工艺; 6. 源/漏（S/D）注入工艺;P＋源漏注入步骤 1. 第八次光刻：光刻P＋源/漏注入区，不去胶 2. P＋源/漏注入: 中等剂量注硼 3. 退火：快速热退火RTP，温度1000℃，时间几秒， RTP的作用：①减小注入深度的推进，②其它同普通的热退火 ; 7. 接触形成工艺;钛金属接触的主要步骤 1. 钛淀积：溅射钛 2. 退火：700℃以上形成硅化钛TiSi2，硅化钛的电阻率比钛低很多 3. 刻蚀金属钛：湿法腐蚀未反应的Ti，所有有源区上都保留TiSi2 钛Ti的优点： ①使硅和随后淀积的金属紧密地结合 ②Ti的电阻率低，且与硅反应生成TiSi2的电阻率更低。 ;8. 局部互连工艺;2. 掺杂二氧化硅BPSG的淀积：PECVD或HDCVD法，快速热退火：使BPSG回流 3. 二氧化硅抛光CMP：抛光后氧化层的厚度约8000? 4. 第九次光刻：光刻局部互连区（引线孔），局部互连区刻蚀 ; 制作局部互连金属的步骤 1. 金属钛Ti的淀积：溅射Ti，作用：充当钨与二氧化硅的粘合剂 ;2. 氮化钛TiN淀积：与Ti溅射使用一台设备，在溅射Ti后不出工艺腔直接溅射TiN，氮化钛就是阻挡层金属 阻挡层金属形成的工艺目的：阻挡后续淀积的金属钨的扩散，提高器件的可靠性 3. 钨淀积：CVD法，钨的作用①比溅射铝有更好的孔填充，形成钨塞；②具有良好的磨抛特性 4. 钨磨抛;局部互连LI 工艺－大马士革; 9. 通孔1和金属塞1的形成;1. 第一层层间介质氧化物的淀积：APCVD或PECVD法 2. 第一层层间介质CMP：抛光后氧化层的厚度约8000? 3. 第十次光刻：光刻通孔1，通孔1的刻蚀 ;制作金属塞1的主要步骤 金属塞的作用：完成金属线之间的电连接。 1. 金属钛Ti的淀积：溅射Ti 2. 氮化钛TiN淀积：在溅射Ti后不出工艺腔直接溅射TiN 3. 钨淀积：CVD法 4. 钨磨