离子注入 l离子注入已成为VLSI制程上最主要的掺 杂技术一般CMOS制程，在约需要 6~12个或更多的离子注入步骤通常在 注入前需生长200Aº-400 AºSiO2，防止“ 通道效应”优点是可能精确调整掺杂 浓度及分布 Date 1 热氧化与热制程 制程初期，高温不影响元件制作，采用 热氧化：Pad Oxide、Fox、 牺牲性氧化层（Sacrificial Oxide） 每生长1000AºSiO2，将消耗约400A的硅 SiO2的作用：①gate;②Pad Oxide; ③mask;④Sacrificial Oxide;⑤FOX. Date 2 热氧化与热制程 l主要的退火制程有： ①后离子注入（Post Ion Implantation）； ②金属硅化物（Silicide）的退火 l主要硅化金属材料有：WSix, TiSi2（用 于Salicide制程）, MoSi2 退火后，金属硅化物电阻率可降到只有 原来的10%在源漏contact处，为防止 pick发生，做阻障层（Barrier Layer） TiN，但会影响欧姆接触，需溅镀Ti， 退火后生成电阻很小的TiSi2 Date 3 热氧化与热制程 lBPSG——硼磷硅玻璃（Borophosphosilicate Glass） BPSG进行热流动（Flow）所须的玻态转变温 度较低850℃。
SOG（Spin-On Glass）溶液式二氧化硅，蒸除 溶剂，固化400℃ RTP（Rapid Thermal Processing）——快速热 处理 基于900℃热制程会影响源漏的结深及MOS有 效沟道长度，而提出的典型应用是Salicide制 程 Date 4 Short Channel NMOS的制作流程 l 图显示一个含LDD设计的n型MOS电晶体的截面结构，是一个 为防止“短通道效应”采用LDD设计NMOS，避免因局部高电场 所演生的热电子现象 Date 5 Short Channel NMOS的制作流程 l下面来看NMOS的流程： SiO2与Si3N4的沉积 光罩图案的转移 Date 6 Short Channel NMOS的制作流程 Si3N4的蚀刻 通道阻绝的植入，薄氧化层起 到Sacrifice Oxide作用 Date 7 Short Channel NMOS的制作流程 场氧化层的成长与植入离子的越入 场氧化层鸟嘴的形成原因 Date 8 Short Channel NMOS的制作流程 经Si3N4剥除后的晶片截面 垫氧化层的去除与主动区域的表面 清洗 Date 9 Short Channel NMOS的制作流程 闸氧化层及多晶矽层的制作，与多晶矽层 的渗杂 WSix的沉积，在进行沉积WSi2之前用HF 去除薄PSG Date 10 Short Channel NMOS的制作流程 闸极光阻的微影制程 闸极的干蚀刻定义 Date 11 Short Channel NMOS的制作流程 闸极光阻的剥除 以闸极为罩幕，进行源极 与汲极的N-离子植入 Date 12 Short Channel NMOS的制作流程 以CVD法，沉积SiO2 ； 经N-扩散之后，以非等向性干蚀刻技术 ，进行CVD-SiO2的间隙壁蚀刻； Date 13 Short Channel NMOS的制作流程 以整个含有间隙壁的闸极罩幕，进行源极 与汲极的N+离子植入。
作用；1）隔离；2）N+注入罩幕 Ti / TiN / Al-Si-Cu Alloy / TiN（防反射层 ） 以CVD法，沉积BPSG介电层于晶片上 Date 14 Short Channel NMOS的制作流程 将晶片置入热炉管内，进行 BPSG层的热流 进行接触窗的微影制程 Date 15 Short Channel NMOS的制作流程 以干蚀刻或合并湿蚀刻的使用，将接 触窗上的BPSG去除 执行BPSG的再热流之后（这个步骤视制程的 需要而定），以DC溅镀的方式， 将构成金属的各种导电材料，依次的沉积在晶 片上，以完成金属层与MOS元件的接点接触 Date 16 Short Channel NMOS的制作流程 l以后的薄膜沉积将使用温度较低的APCVD、PECVD ，低于450℃ l保护层：Si3N4与BSG，防止损坏Al 将金属内连线的图案转移 到光阻上 以干蚀刻法将部分金属层 去除 沉积作为保护层用的 PSG与Si3N4 Date 17 CMOS制程 ln井CMOS结构，其中PMOS由于热载子 （Hot Carrier）现象不严重，因此，没 有所谓的LDD设计 N井CMOS的截面结构 Date 18 CMOS制程 l流程： 以第一片光罩的微影制程，将晶片上的 主动区域加以定义 以第二个N井微影，将晶片上非N 井的区域加以保护 Date 19 CMOS制程 以离子植入法，进行N井的掺杂 光阻去除后，以热扩散法，将掺质驱入， 并形成如图所示的N井轮廓 Date 20 CMOS制程 以NMOS通道阻绝光罩，将晶片步受通道 阻绝植入的部分，以光阻加以保护 以离子植入法，植入作为NMOS通道阻 绝之用的三价掺质 Date 21 CMOS制程 将光阻去除，晶片送入氧化炉管内，以湿式氧化法，将未被Si3N4 保护的晶片表面氧化，而形成用以隔绝电晶体的场氧化层 以离子植入法，将晶片上暴露于外界的主动 区域，进行全面性的Vt调整植入 Date 22 CMOS制程 依顺序进行闸氧化层的成长，多晶矽层的沉积与掺 杂及矽化钨的沉积。
然后，以闸极微影及干蚀刻，将 PMOS和NMOS上的闸极加以制作完成 将光阻覆盖在不需要N-植入的晶片表面区域上 Date 23 CMOS制程 进行NMOS的N-离子植入 执行N-的沉积与非等向性蚀刻，以便在PMOS与 NMOS闸极的两旁形成所谓的间隙壁（space） Date 24 CMOS制程 将作为NMOS的N+离子植入的光罩图案转移到 光阻上，然后进行N+的植入 将用来阻挡离子植入的光阻覆盖在晶片的部分 区域，以便于进行P+的选择性植入 Date 25 CMOS制程 基本完成CMOS前段流程 l薄膜技术：降低所需温度、阶梯覆盖能 力 l微影技术：光阻解析度，聚焦深度 l蚀刻技术：非等向性，选择性 Date 26 多种金属连线制程 l界面的平坦化会影响曝光的聚焦，从而 影响图形传递的精确度与解析度由于 AL的熔点较低，所以后续的薄膜沉积只 能用温度低于450℃的PECVD技术，另 外先前的BPSG由于热流温度850℃～ 900℃，也不能再用了 Date 27 多种金属连线制程 lSOG旋涂玻璃（Spin-On Glass）可用的一种平 坦化技术，沟填能力（Gap Fill）强 图（a）刚沉积在有高低起伏的晶片表 面的介电层截面 （b）经部分平坦化后的介电层外观 ； （c）具备局部平坦度的介电层 （d）具备全面性平坦度的介电层 Date 28 多种金属连线制程 l SOG缺点： 1. 易造成微粒（Particles） 2. 有龟裂及剥离（Delamination）现象 3. 有残余溶剂“出气（Outgassing）”问题 Date 29 多种金属连线制程 l下图是实际应用采用的结构，这一技术 可以进行制程线宽到0.5μ的沟填（Gap Fill）与平坦化。
列有两种主要的SOG 的平坦化流程 制程启始于晶片已完成第 一层金属层的蚀刻； 以PECVD法沉积第一层 SiO2 进行SOG的涂布与固化 Date 30 多种金属连线制程 l紧接着，SOG的制程将分为有/无回蚀两 种方式 在有回蚀的SOG制程中，上完SOG的晶片， 将进行电浆干蚀刻，以去除部分的SOG 然后再沉积第二层PECVD SiO2 ，而完成整个制作流程 至于“无加蚀”的SOG制程，则在晶片上完SOG之后， 直接进行第二层PECVD SiO2的沉积 Date 31 CMP化学机械研磨法（Chemical -Mechanical Polishing） l这是唯一一种能提供XLSI全面平坦化的 技术，由IBM公司提出 Date 32 The End Date 33 。