多晶硅柵工藝的制造流程

與亞微米工藝類似，多晶硅柵工藝是指形成 MOS器件的多晶硅柵極，柵極的作用是控制器件的關(guān)閉或者導(dǎo)通。淀積的多晶硅是未摻雜的，它是通過后續(xù)的源漏離子注入進(jìn)行摻雜，PMOS 的柵是p型摻雜，NMOS 的柵是n型摻雜。

1）淀積多晶硅柵。利用LPCVD沉積一層多晶硅，利用SiH4在630°C左右的溫度下發(fā)生分解并淀積在加熱的晶圓表面，形成厚度約3000A的多晶硅。在CMOS 工藝中摻雜的多晶硅會(huì)對(duì)器件的閾值電壓有較大影響，而不摻雜多晶硅的摻雜可以由后面的源漏離子注入來完成，這樣容易控制器件的閾值電壓。圖4-176所示為淀積多晶硅的剖面圖。

2）淀積 SiON。利用 PECVD 淀積一層厚度約200~300A的SiON 層，利用SiH4、N2O和He在400°C的溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成SiON淀積。SiON 層作為光刻的底部抗反射層。圖4-177所示為淀積 SiON 層的剖面圖。

3）柵光刻處理。通過微影技術(shù)將柵極掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓上，形成柵極的光刻膠圖案，器件柵極區(qū)域上保留光刻膠。AA作為柵極光刻曝光對(duì)準(zhǔn)。圖4-47所示為電路的版圖，工藝的剖面圖是沿 AA'方向，圖4-178所示為柵光刻的剖面圖，圖4-179 所示為柵顯影的剖面圖。

4） 測(cè)量柵極光刻關(guān)鍵尺寸。

5）測(cè)量柵極光刻套刻，收集曝光之后的柵極光刻與 AA 的套刻數(shù)據(jù)。

6）檢查顯影后曝光的圖形。

7）柵刻蝕。利用干法刻蝕去除沒有光刻膠覆蓋的多晶硅形成器件的柵極，刻蝕的氣體是CF4、CHF3、CL2和 HBr。刻蝕分兩步：第一步是利用CF4和 CHF3去除SiON；第二步是利用CL2和 HBr刻蝕多晶硅?？涛g會(huì)停止在氧化物上，因?yàn)楫?dāng)刻蝕到氧化物時(shí)，終點(diǎn)偵測(cè)器會(huì)偵查到硅的副產(chǎn)物的濃度減小，提示多晶硅刻蝕已經(jīng)完成，為防止有多晶硅殘留導(dǎo)致短路，還會(huì)刻蝕一段時(shí)間。圖4-180所示為柵刻蝕的剖面圖。

8）去除光刻膠。利用干法刻蝕和濕法刻蝕去除光刻膠。圖4-181 所示為去除光刻膠后的剖面圖。

9）去除SiON。利用熱 H3PO4與SiON反應(yīng)去除柵極上的SiON。如圖4-182所示，是去除SiON 的剖面圖。