双阱工艺的制造过程

与亚微米工艺类似，双阱工艺是指形成NW和PW的工艺，NMOS 是制造在PW里的，PMOS是制造在NW里的。它的目的是形成PN 结隔离，使器件之间形成电性隔离，优化晶体管的电学特性。

1）清洗。利用酸槽清洗晶圆，得到清洁的表面。

2） 生长牺牲层氧化硅。利用炉管热氧化生长一层二氧化硅薄膜，它是干氧氧化法。利用高纯度的氧气在900°C左右的温度下使硅氧化，形成厚度约200~300A的二氧化硅。牺牲层氧化硅可以防止离子注入隧道效应，隔离光刻胶与硅衬底，防止光刻胶接触污染硅衬底，也可以捕获硅表面的缺陷。同时为了消除Si3N4对有源区表面的影响，改善表面状态，生长牺牲层氧化硅是必需的。如图4-160所示，是生长牺牲层氧化物的剖面图。

3）NW光刻处理。通过微影技术将 NW 掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成NW的光刻胶图案，非NW 区域保留光刻胶。AA作为NW光刻曝光对准。如图4-5所示，是电路的版图，工艺的剖面图是沿AA’方向。图4-161 所示为 NW光刻的剖面图。图4-162 所示为NW显影的剖面图。

4）测量NW套刻，收集曝光之后的NW与 AA的套刻数据。

5）检查显影后曝光的图形。

6）NW离子注入。利用离子注入形成n型的阱。图4-163所示NW离子注入的剖面图。NW 离子注入包括三道工序：

a）第一道离子注入磷，离子注入得比较深，能量很高，用以调节阱的浓度，降低阱的电阻，可以有效防止闩锁效应。

b）第二道离子注入磷，离子注入得比较浅，能量比较低，作为沟道浓度调节，加大LDD 以下局部阱的浓度，使器件工作时该位置的耗尽层更窄，防止器件源漏穿通漏电。

c）第三道离子注入砷，离子注入表面，能量很低，调节PMOS阈值电压Vt。

7）去光刻胶。利用干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。图4-164 所示为去除光刻胶的剖面图。

8）PW光刻处理。与NW光刻处理类似，通过微影技术将PW掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成PW的光刻胶图案，非PW区域保留光刻胶。AA作为PW光刻曝光对准。图4-5所示为电路的版图，工艺的剖面图是沿 AA'方向，图4-165所示为PW光刻的剖面图，图4-166所示力PW 显影的剖面图。

9）测量PW套刻。收集曝光之后的PW与 AA的套刻数据。

10）检查显影后曝光的图形。

11）PW离子注入。利用离子注入形成P型的阱。图4-167所示为PW 离子注入的剖面图。PW 离子注入包括三道工序：

a）第一道离子注入硼，离子注入得比较深，能量很高，用以调节阱的浓度，降低阱的电阻，可以有效防止闩锁效应。

b）第二道离子注入硼，离子注入得比较浅，能量比较低，作为沟道浓度调节，加大LDD以下局部阱的浓度，使器件工作时该位置的耗尽层更窄，防止器件源漏穿通漏电。

c）第三道离子注入BF2，离子注入表面，能量很低，调节 NMOS 阈值电压Vt。

12） 去光刻胶。利用干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。图4-168所示去除光刻胶的剖面图。

13）NW和PW阱离子注入退火。利用 RTA 在H2环境中加热退火激活 NW和PW的杂质离子，修复离子注入造成的硅衬底晶格损伤，同时会造成杂质的进一步扩散，快速热退火可以降低杂质的扩散。

14）湿法刻蚀去除牺牲层氧化硅。利用HIF 和H2O（比例是50:1）去除牺牲层氧化硅。图4-169所示为去除牺牲层氧化硅的剖面图。