上接《淺談12吋晶圓集成電路芯片制程（工藝與工序）前端FEOL之一》

4 )淺源漏（汲）極前端延伸區(qū)（LDD）.

4.1  柵極寬度不斷縮小，溝道長度不斷減小，增加了漏源間電荷穿通的幾率。溝道中電場強(qiáng)度增大，電子（空穴）在強(qiáng)電場中獲得高能量注入并陷落到柵氧化層介質(zhì)中，引發(fā)出器件可靠性問題。采用LDD結(jié)構(gòu)性能得到改進(jìn)。見圖14.及附注。 LDD結(jié)構(gòu)也減少了短溝道效應(yīng)。

4.2   NˉLDD注入和PˉLDD注入：

去膠清洗烘干后，第七塊光刻版定位光阻（光刻膠）保護(hù)PMOS區(qū)域。光刻顯影后對P阱進(jìn)行淺結(jié)Nˉ注入（LDD）。（注入磷或砷）。圖15所示。第八快光刻版保護(hù)NMOS區(qū)域，光刻后對N阱區(qū)進(jìn)行淺結(jié)Pˉ注入（LDD）。圖16所示。

注;N阱口袋注入進(jìn)行n+摻雜，p阱口袋注入進(jìn)行p+摻雜。

5 ) 側(cè)墻的形成：

側(cè)墻用來環(huán)繞多晶硅柵周圍，防止大劑量的漏/源注入過于接近溝道，避免發(fā)生漏源穿通現(xiàn)象。

5.1  首先利用LPCVD技術(shù)淀積一層保形的厚二氧化硅，用它形成多晶硅周圍的側(cè)墻。其厚度決定了側(cè)壁隔離的厚度，精心選取以優(yōu)化芯片特性。要高于多晶硅，一般幾百nm~1μm。如圖17.

5.2  再用各向異性無掩蔽干法（等離子回刻）刻蝕掉大部分二氧化硅，在多晶硅柵側(cè)壁留下一層二氧化硅。這側(cè)墻可以保護(hù)溝道，在后面的漏源注入時可阻止雜質(zhì)離子進(jìn)入淺結(jié)延伸區(qū)LDD。如圖18.形成側(cè)壁隔離層，構(gòu)成淺源漏前端（淺源漏延伸區(qū)LDD）。

6)漏/源注入

6.1. 第九塊光刻版確定要注入的NMOS區(qū)域，進(jìn)行較大劑量的N+漏源倒摻雜砷注入，結(jié)深大于LDD。（圖19）

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6.2  第十塊光刻版確定PMOS注入?yún)^(qū)，進(jìn)行較大劑量的P+倒摻雜硼注入形成PMOS漏源區(qū)。（圖20。）

6.3 中高劑量的摻雜稍微超過LDD結(jié)深。但比雙阱摻雜結(jié)深淺。

6.3.1較大的注入劑量降低了漏源區(qū)的寄生電阻，多晶硅電阻率也降低了。

6.3.2.注入后，晶圓快速退火（RTA）1000℃，1分鐘左右，即激活了注入的雜質(zhì)，又消除了注入損傷恢復(fù)晶格結(jié)構(gòu)，還將漏源區(qū)PN結(jié)推進(jìn)到所需深度。但退火由于晶格損傷使雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)變大，會出現(xiàn)極為異常高的擴(kuò)散速率即瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散（TED），對小尺寸淺結(jié)器件是一個重要的問題。

6.3.3為避免離子注入的通道效應(yīng)，離子注入之前要生長約10nm厚的犧牲氧化層，多晶硅上也要有氧化層，使注入離子散射。該氧化層還可以減少各種微量雜質(zhì)被注入到硅襯底材料中。

7 )接觸孔與局部互聯(lián)

制作接觸孔的目的是硅有源區(qū)與金屬接觸（金屬硅化物）以達(dá)到降低MOS器件引線接觸電阻。金屬硅化物層與后面淀積的導(dǎo)電金屬有良好的電接觸使整個系統(tǒng)接觸電阻降低。

7.1  清洗后無掩蔽氫氟酸腐蝕漂洗，去除表面氧化層和各種污染。

7.2.   進(jìn)入磁控濺射設(shè)備在表面淀積一層金屬鈦，（在真空腔中帶電氬離子轟擊鈦靶，釋放鈦原子淀積到晶圓上）。

7.3  進(jìn)入快速退火（RTA）通入氮?dú)猓?00℃,1分鐘與硅接觸之處鈦與硅反應(yīng)形成硅化鈦TiSi,硅化鈦是良導(dǎo)體，可與摻雜硅襯底以及多晶硅形成低阻歐姆接觸。鈦同時與氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮化鈦，氮化鈦也導(dǎo)電但電阻率較高，僅可以做局部互聯(lián)。

7.4  Ti（鈦）有助于增加附著性，可得到很好的電接觸。TiN可以作為阻擋層和附著層，由于W與絕緣層的附著性差，做W栓連接（鎢能夠無空洞地填充孔）時TiN是好的阻擋層和附著層。光刻時TiN還是抗反射層。在接觸孔和通孔中使用W（鎢）栓可獲得良好的平坦性接觸，孔底部使用TiSi2與硅形成良好的接觸。連接源、漏區(qū)獲得良好的接觸電阻。通孔和接觸孔中，TiN包圍在W的周圍，增強(qiáng)了與氧化物的附著性。淀積W時TiN可以阻擋WF6對下層材料的侵蝕。TiN可用反應(yīng)濺射技術(shù)制造，也可先在硅晶圓上淀積Ti然后在氮?dú)饣虬睔庵型嘶穑琓i與下層的硅反應(yīng)在鈦的底部形成硅化鈦，而TiN形成在頂部。

7.5  用第11塊光刻版確定表面需要保留氮化鈦的區(qū)域（用于局部互聯(lián)LI），光刻后多余的氮化鈦被腐蝕掉。多余的鈦也被腐蝕掉，留下硅化鈦接觸層。第二次退火RTA,使之變成低阻金屬硅化物。

l 至此前段工序（制程）FEOL的前端完成，接下來制作后端（BEOL）

待續(xù);詳見《淺談12吋晶圓集成電路芯片制程（工藝與工序）后端BEOL》

不妥之處請指教。

張紅專。