P溝道硅柵多品工藝流程及其版圖設計

硅柵工藝”是采用摻雜的多晶硅來做MOS管柵電極的一種工藝，與上面介紹的常規鋁柵工藝的不同點是先在硅片上生長一層薄的二氧化硅層（柵介質），接著淀積約為500nm的多晶硅薄層，然后刻出源、漏擴散區進行源漏擴散。P溝道硅柵工藝?！肮钖殴に嚒睂τ谄骷图呻娐返男阅?，較之常規的鋁柵工藝，具有較多的特點。

一、P溝道硅柵工藝流程

（1）一次氧化

拋光好的Si型出片（5~8Ω·cm）經清潔處理后，采用干-濕-干氧化程序，生長1μm的SiO2層。這樣厚的氧化物，不僅作為擴散掩蔽，而且作為最終的場氧化物，對于減少寄生溝道是有利的。

（2）光刻源漏、柵區窗口（P區）

光刻后，經清潔處理，再進行柵氧化，生長100～120nm的薄SiO2層，構成MOS管的柵介質。

（3）沉淀多晶硅

淀積厚度為0.4~0.5μm?？捎秒娮邮舭l淀積多晶硅，也可以采用硅烷熱分解淀積多晶硅（即CVD技術）。

（4）反刻柵

確定多晶硅圖形，包括硅柵及摻雜硅互連線。這次光刻無套準度問題。因為反刻柵既確定了柵區又確定了源漏區。

（5）硼擴散

刻好硅相圖形的片子經清潔處理，即可進行翻擴做（擴散源漏區、P⁺互連區及硅柵重摻雜）。P溝道硅柵工藝。由于覆蓋在上面的硅柵電極可以當作擴散掩膜，防止對溝道區摻雜，各個管子的源和漏區對于柵極可以自動對準。

擴散的結深<1μm，硅柵的R□在50~100Ω/口。

（6）低溫淀積SiO2 

去掉表硼硅玻璃層后，進行低溫淀積SiO2 ，溫度250~400℃，厚度300~500nm。之所以要用低溫淀積，是為了避免再分布后薄層電阻下降。通常采用低溫硅烷氧化法，也可采用正硅酸乙酯熱分解方法。P溝道硅柵工藝。

為了起鈍化作用，淀積SiO2 后，可進行確處理。

（7）光刻引線孔

光刻引線孔，提供源漏和擁的金屬接觸，蒸鋁后再反刻電極，確定Al互連圖形。

其工藝流程由圖6-4所示。

2、P溝道硅柵多品工藝

硅柵工藝最主要的是多晶工藝，即制備作為柵電極及互連線的多晶硅薄膜。通常采用蒸發或濺射方法，也可以用硅烷的熱分解方法（即CVD方法）。

（1）多晶硅的淀積

如用電子束蒸發多晶硅，為了使蒸發的硅膜與SiO2 ，很好地粘附，襯底要保持在300℃。典型淀積速率是300nm/min。沉積多晶硅要求達0.4~0.6μm，電子束蒸發可提供清潔而均勻的硅膜。P溝道硅柵工藝。如果放硅片的架子采用行星轉動式裝置，則可克服臺階斷裂的缺陷。電子束蒸發也存在一個間題，蒸發源上部熔化，而底部未熔化，這樣受熱不均勻，會引起硅滴飛濺到片子上，造成大顆粒。為克服這個缺點，應控制好蒸發溫度及速率。

采用高頻濺射也能獲得均勻的硅層，但濺射沒有電子束蒸發干凈，會有重離子沾污。

還有一種方法是采用硅烷在600~750℃時熱分解淀積硅。這種方法獲得的硅層的清潔度與均勻性介于蒸發和濺射之間。但多晶硅不象蒸發硅那樣的無定型，而呈顆粒狀，顆粒大小取決于生長條件。

化學反應式如下：

（2）多品硅腐蝕

多晶硅腐蝕也是硅柵工藝的重要步驟。硅柵工藝對硅柵尺寸必須嚴格控制，器件的寬長比很大程度上取決于硅柵尺寸的控制，所以對多晶硅的腐蝕條件是很講究的。

腐蝕多晶硅通常用腐蝕液。P溝道硅柵工藝。為了得到很好的控制，最好用較低被度的腐蝕液，溶液中HF和HNO2比例大小取決于要腐蝕多晶硅的厚度。

多晶硅也可以采用Si的各向異性腐蝕劑。如乙二胺-H2O系（不含磷苯二酚），或乙二胺（180cm²）-磷苯二酚（30克）-純水（80cm²），溫度110℃。對摻硼多品晶硅腐蝕速率為，對沒摻雜的多晶為1.4μm/min，對摻磷的多晶為2μm/min。

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