Flow-finom kialakulása a FinFet folyamatban

A FinFets (FinFets) fejlődése a sík tranzisztoroktól a FinFets -ig egy fejlett tranzisztor -architektúra, amelynek célja az integrált áramkörök teljesítményének és hatékonyságának javítása. Csökkenti a rövid csatornás hatást azáltal, hogy a hagyományos sík tranzisztorokat háromdimenziós struktúrákká alakítja, lehetővé téve a kisebb, gyorsabb és kevesebb energiát igénylő tranzisztorokat. Ebben a cikkben bemutatjuk a Finfet gyártási folyamatot, kezdve a szilícium -szubsztráttal, és véget érünk a FIN gyártásának.

0040-09094 Kamara 200 mm

1. Kezdeti előkészítés és felületkezelés

Ostya tisztítása
Mielőtt bármilyen feldolgozás megkezdődne, a szilícium ostyának alapos tisztítási folyamaton kell részt venniük annak biztosítása érdekében, hogy felületük mentes legyen szennyeződésektől vagy szennyeződésektől. Ez a lépés kritikus fontosságú a kiváló minőségű FinFET eszközök beszerzéséhez.

Pad -oxidréteg növekedése.Ezután egy nagyon vékony szilícium -dioxid (SIO2) réteg termikusan termesztik a szilícium felületén, hogy párnáz -oxidrétegként működjenek. Ez a réteg nemcsak a szilícium -szubsztrátot védi a későbbi feldolgozástól, hanem jó felületet is biztosít a későbbi szilícium -nitrid lerakódáshoz.

Szilícium -nitrid lerakódás
Ezt követően egy szilícium -nitrid (SIN) réteg lerakódik a pad -oxid réteg tetejére kémiai gőzlerakódás (CVD) vagy más módszerekkel. A szilícium -nitrid itt kettős szerepet játszik: mindkettő kemény maszkként (HM) működik, hogy a szilíciummaratást végezze uszonyok kialakításához; Ezenkívül CMP (kémiai mechanikus polírozási) stoprétegként is működik annak biztosítása érdekében, hogy az STI-oxid planarizációs folyamat ne túlmozdítsa a mögöttes anyagot.

2. SADP technológia alkalmazása

Mivel az uszony távolsága olyan kicsi az előrehaladott csomópontoknál, mint a 22 nm vagy a 14 nm, egyetlen 193 nm-es merítéses litográfia nem tudja elérni a szükséges finomság szintjét, így a minta sűrűségének növelése érdekében az önállóságú dupla mintázási (SADP) technológiát vezették be.
SADP hamis mintázatréteg lerakódása
Először egy ideiglenes anyagréteg (pl. Amorf szilícium A-Si) helyezkedik el a szilícium-nitrid kemény maszk tetejére, hogy "hamis" mintázatrétegként működjön. Az anyagnak nagyon szelektív maratási tulajdonságokkal kell rendelkeznie, hogy megkülönböztesse azt a mögöttes szilícium -nitrid és az oldalfal távtartó anyagoktól a következő lépések során.
Fotorezisztista alkalmazás és expozíció
A teljes egymásra rakott szerkezetre egységes fotorezistréteget alkalmazunk, és egy specifikus vonal-tér mintázatmaszkkal vannak kitéve az uszonyok hozzávetőleges helyzetének meghatározására. Ez a minta lesz a maratási folyamat előrejelzése, amelyre utalnak.
A mintát a hamis mintázatrétegre továbbítják
A kitett fotorezisztenst úgy fejlesztették ki, hogy kialakítsák az uszony kezdeti "hamis" mintáját. Ezeket a mintákat ezután plazma maratással továbbítják a mögöttes amorf szilíciumrétegbe, amíg el nem érik a szilícium -nitrid felületét.

Távolítsa el a fotorezistát
Miután a maratás befejeződött, a fotorezist eltávolítását kell eltávolítani, általában a következő lépésre való felkészüléshez és a tisztítási lépésekből. Ez a lépés biztosítja, hogy nincsenek olyan maradékok, amelyek befolyásolják a későbbi folyamatot.
Konformális távtartó lerakódás

Az ALD segítségével töltsön be egy konformális dielektromos réteget (pl. Siox), amely egyenletesen lefedi az összes felületet, amely egy későbbi maratási lépésben oldalfal távtartót képez. Ennek a rétegnek a megválasztása elengedhetetlen az uszonyok végső alakja szempontjából.

0040-13865 Booy 200mm kamara gyártó
Varatva háttámlák, hogy távtartót képezzenek
Az anizotropikus száraz maratást a konformális dielektromos rétegen végezzük, csak a dielektromos réteget hagyva az oldalfalon az ostya felületére merőlegesen, így egy távtartót képződik. Ezek a távtartók végül mintás sablonokká válnak a tényleges uszonyok számára. Ha hamis mintázási anyagként amorf szilíciumot használnak, akkor egy KOH -oldatot lehet használni az amorf szilícium eltávolítására, amelynek alig vagy nincs hatása a szilícium -oxid -távtartóra vagy az alatta lévő szilícium -nitrid kemény maszkra.
Távolítsa el a hamis mintát
Használjon erősen szelektív maratók az amorf szilícium hamis minták eltávolításához anélkül, hogy károsítanák a szilícium -oxid távtartót vagy az alatta lévő szilícium -nitrid kemény maszkot. Ez a kettős sűrűségű távtartó mintázat fotolitográfiáját hagyja, amely megfelel a következő uszonyoknak.

3.

Maszkvágó alkalmazás

A fotorezistát újra bevonják és fotoszereljük azzal a céllal, hogy meghatározzák, mely területeket fogják megőrizni uszonyként, és mely területeket kell eltávolítani. Ez a lépés meghatározza az uszonyok pontos elrendezését.

Távtartó mintázat
A reaktív plazma maratási technológiával a nem kívánt távtartókat szelektíven távolítják el, miközben minimalizálják a szilícium -nitrid merevmaszkokra gyakorolt ​​hatást.

A uszonyok egy pillanatra eltűnnek
A fennmaradó távtartót maszkként használják az elsődleges szilikon maratási lépéshez. Ez a lépés közvetlenül meghatározza az uszonyok alakját és méretét, így a maratási paramétereket szorosan kell ellenőrizni az ideális uszony szerkezetének elérése érdekében. A maratási folyamat során a pad -oxidot először eltávolítják, majd a szilícium -uszonyokat a szilícium -nitrid kemény maszk mintájának megfelelően maratják. A 14 nm -es folyamat chips esetében a minimális uszony pálya akár 42 nm -re is lehet.

Ezek a lépések egy tipikus FinFET folyamat részét képezik a szilícium -szubsztrátból a FIN kialakulásáig. A teljes folyamat többszörös kifinomult mérnöki és technikai kihívásokat foglal magában, amelyek célja a nagy teljesítményű, alacsony teljesítményű integrált áramkörök elérése. A technológia fejlődésével a FinFET folyamatok fejlődnek, hogy kisebb méretű méretűek és magasabb szintű integráció. Minden lépést gondosan megterveztek a végtermék optimális minőségének és teljesítményének biztosítása érdekében.