Proceso FinFet: formación de flujo de una puerta tonta

Conjunto de cuchilla de transferencia 0010-20132 6"

La formación de aletas (Fin) y su importancia.

Las aletas son un componente clave de la estructura tridimensional de los dispositivos FinFET, que se asemeja a la forma de la aleta de un pez, de ahí el nombre. La altura de las aletas determina directamente el ancho de la compuerta del FinFET, que es fundamental para controlar el flujo de corriente. En los nodos de tecnología de 22 nm y por debajo, debido al tamaño de aleta muy pequeño, generalmente se logra mediante técnicas de modelado como SADP (Patrón doble autoalineado) o SAQP (Patrón cuádruple autoalineado).

Tratamiento preliminar con deposición de capa ILD.

0010-20129 6" Conjunto de cuchilla amortiguadora

Deposición de capa ILD

Posteriormente, se deposita una capa de ILD (Inter Layer Dielectric) sobre la oblea limpia, que generalmente es SiO2 Coat. La función principal de ILD es proporcionar aislamiento galvánico entre las aletas y como material de relleno en el posterior proceso CMP (Pulido Químico Mecánico). Elegir el material ILD adecuado es importante para garantizar buenas propiedades eléctricas y planitud.

CMP ILD

A esto le sigue ILD CMP, que utiliza nitruro de silicio (SiN) como material de detección de punto final para el pulido químico mecánico. El objetivo del CMP es hacer que la superficie de la capa ILD sea muy plana para facilitar las operaciones posteriores de modelado y grabado. La cantidad de pulido debe controlarse con precisión durante el proceso CMP para evitar la erosión excesiva de las estructuras críticas que se encuentran debajo.

Retire el SiN y PanuncioOxidoCapa

Una vez que se completa el CMP, es necesario quitar la máscara dura de nitruro de silicio que cubre las aletas, así como la capa de óxido de la almohadilla. Este paso generalmente se realiza mediante grabado húmedo, que no solo elimina estas capas protectoras temporales, sino que también expone la superficie de silicio en la parte superior de la aleta en preparación para el dopaje posterior.

Crecimiento de la capa de óxido de sacrificio y dopaje de la zona del pozo.

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Crecimiento de óxido de sacrificio.

Inmediatamente después, crece una fina capa de óxido de sacrificio en la superficie de la aleta. Esta capa se utiliza para proteger las aletas de daños directos durante el posterior dopaje del pozo. Además, el óxido de sacrificio puede ayudar a definir los límites de la región de dopaje y mejorar la precisión del dopaje.

Dopaje en la zona del pozo

Se aplica una zona de pozo para implantar la máscara y se realiza la implantación de iones para formar una trampa de aislamiento entre el canal y el sustrato. Este paso consiste en crear una región de pozo tipo p o tipo n que proporcione dopaje de fondo adecuado para dispositivos PMOS y NMOS, respectivamente. Después de eso, se retira la capa de óxido de sacrificio y se limpia la oblea para garantizar que ningún residuo afecte el proceso posterior.

Formación de una estructura de puerta muda.

Deposición de capa de óxido de puerta mate.

Para construir una estructura de puerta temporal, se deposita una capa de óxido de puerta muda sobre la oblea. Esta capa de óxido servirá como base para la posterior deposición y planarización del polisilicio.

Deposición de polisilicio y CMP.

Luego, se deposita una capa de polisilicio sobre toda la superficie de la oblea y se aplana mediante CMP. La capa de silicio policristalino actuará como material de compuerta temporal hasta que la compuerta metálica final de alta k la reemplace. Durante el proceso CMP, el espesor de la capa de polisilicio es uniforme para soportar los siguientes pasos de modelado.

Deposición de máscara dura

A continuación, se deposita una máscara dura (HM) sobre la capa de polisilicio para guiar el patrón de puerta posterior. Dependiendo del nodo tecnológico, si el espacio entre puertas es superior a 80 nm, se puede utilizar una única litografía de inmersión de 193 nm para formar un patrón de espacio lineal; Para pasos de puerta más pequeños, se requieren técnicas de multiplicación como SADP o SAQP. La elección de la máscara dura y las condiciones de deposición son fundamentales para la precisión del modelado posterior.

Patrón de puerta

Se aplica una máscara de puerta para crear un patrón de líneas vacías en el fotoprotector. Después del grabado con máscara dura, la extracción del fotorresistente y la limpieza, se aplica una máscara de corte y el patrón de líneas de la máscara dura se corta mediante grabado. Finalmente, el polisilicio se graba utilizando el patrón de máscara dura resultante para crear una estructura de puerta tonta diseñada.