Finfet işleminde akış-yüzey oluşumu

Finfets'in (Finfets) düzlemsel transistörlerden Finfets'e evrimi, entegre devrelerin performansını ve verimliliğini artırmak için tasarlanmış gelişmiş bir transistör mimarisidir. Geleneksel düzlemsel transistörleri üç boyutlu yapılara dönüştürerek, daha küçük, daha hızlı ve daha az güç tüketen transistörlere izin vererek kısa kanal etkisini azaltır. Bu makalede, silikon substrattan başlayıp yüzgeç imalatıyla biten Finfet üretim sürecini tanıtacağız.

0040-09094 oda 200mm

1. İlk hazırlık ve yüzey tedavisi

Gofret temizliği
Herhangi bir işlem başlamadan önce, silikon gofretler yüzeylerinin safsızlık veya kirletici maddeler içermediğinden emin olmak için kapsamlı bir temizlik sürecine tabi tutulmalıdır. Bu adım, yüksek kaliteli Finfet cihazları elde etmek için kritiktir.

PAD oksit tabakası büyümesi.Daha sonra, çok ince bir silikon dioksit tabakası (SIO2) silikon yüzeyi üzerinde bir ped oksit tabakası olarak hareket etmek için termal olarak büyütülür. Bu tabaka sadece silikon substratı sonraki işlemlerden korumakla kalmaz, aynı zamanda sonraki silikon nitrür birikimi için iyi bir arayüz sağlar.

Silikon nitrür birikimi
Daha sonra, ped oksit tabakasının üstüne kimyasal buhar birikimi (CVD) veya diğer yöntemlerle bir silikon nitrür (SIN) tabakası biriktirilir. Silikon nitrür burada ikili bir rol oynar: hem silikon gravürünü yüzgeç oluşturmak için yönlendirmek için sert bir maske (HM) olarak hareket eder; Ayrıca, STI oksit düzlemselleştirme işleminin altta yatan malzemeyi aşırı denetlememesini sağlamak için bir CMP (kimyasal mekanik parlatma) durma tabakası görevi görür.

2. SADP teknolojisinin uygulanması

Fin aralığı 22 nm veya 14 nm gibi gelişmiş düğümlerde çok küçük olduğundan, tek bir 193 nm daldırma litografisi gerekli inceliğe ulaşamaz, bu nedenle desen yoğunluğunu artırmak için kendi kendine hizalanan çift desen (SADP) teknolojisi sunulmuştur.
SADP Yanlış Desen Katmanı Birikimi
Birincisi, bir "sahte" desen tabakası olarak hareket etmek için silikon nitrür sert maskenin üstüne geçici malzeme tabakası (örn. Amorf silikon A-Si) birikir. Malzemenin, sonraki adımlarda altta yatan silikon nitrür ve yan duvar ara parçalarından ayırt etmek için oldukça seçici dağlama özelliklerine sahip olması gerekir.
Fotoresist uygulama ve maruziyet
Tüm istiflenmiş yapının üzerine düzgün bir fotorezist tabakası uygulanır ve kanatçıkların yaklaşık konumunu tanımlamak için belirli bir çizgi-uzay desen maskesi kullanılarak maruz bırakılır. Bu model, atıfta bulunulan dağlama işleminin öngörülmesi olacaktır.
Desen yanlış desen katmanına aktarılır
Maruz kalan fotorezist, yüzgeçin ilk "sahte" modelini oluşturmak için geliştirilmiştir. Bu desenler daha sonra silikon nitrür yüzeyine ulaşana kadar plazma aşınması ile altta yatan amorf silikon tabakasına aktarılır.

Fotoresisti kaldır
Kazınma tamamlandıktan sonra, fotorezist çıkarılmalıdır, genellikle bir sonraki adıma hazırlanmak için sıyırma ve temizleme adımlarından oluşur. Bu adım, sonraki işlemi etkileyen hiçbir kalıntı olmamasını sağlar.
Konformal Ara birikimi

Tüm yüzeyleri eşit olarak kapsayan konformal bir dielektrik tabaka (örn. SIOX) biriktirmek için ALD kullanın, bu da sonraki aşındırma geri çekilme adımında bir yan duvar ara parçası oluşturacak. Bu katmanın seçimi yüzgeçlerin son şekli için çok önemlidir.

0040-13865 Booy 200mm oda üreticisi
Bir ara parçası oluşturmak için sırtlar
Anizotropik kuru dağlama, konformal dielektrik tabakada gerçekleştirilir, bu da sadece dielektrik tabakayı gofret yüzeyine dik olarak bırakır ve bu da bir ara parçanın oluşumuna neden olur. Bu aralayıcılar sonunda gerçek yüzgeçler için desenli şablonlar haline gelir. Amorf silikon yanlış desenli bir malzeme olarak kullanılırsa, silikon oksit aralayıcı veya silikon nitrür sert maske üzerinde çok az etkisi olmayan veya hiç etkisi olmayan amorf silikonu uzaklaştırmak için bir KOH çözeltisi kullanılabilir.
Sahte deseni kaldır
Silikon oksit aralayıcısına veya altındaki silikon nitrür sert maskesine zarar vermeden amorf silikon yanlış desenleri çıkarmak için yüksek seçici etchants kullanın. Bu, takip eden yüzgeçlere karşılık gelen çift yoğunluklu aralayıcı deseninin bir fotolitografisini bırakır.

3. Fin deseni rafine edilir

Kesme Maske Uygulaması

Fotorezist tekrar kaplanır ve hangi alanların yüzgeç olarak tutulacağını ve hangi alanların çıkarılması gerektiğini tanımlamak amacıyla fotoetched. Bu adım, yüzgeçlerin tam düzenini belirler.

Ara parçalı desen
Reaktif plazma aşındırma teknolojisi kullanılarak, istenmeyen ara parçalar, silikon nitrür sert maskeleri üzerindeki etkisini en aza indirirken seçici olarak çıkarılır.

Yüzgeçler bir an için tutulur
Kalan aracı, birincil silikon aşındırma adımı için maske olarak kullanılır. Bu adım doğrudan kanatçıkların şeklini ve boyutunu belirler, böylece ideal yüzgeç yapısını elde etmek için dağlama parametreleri sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Kazınma işlemi sırasında, ped oksit önce çıkarılır ve daha sonra silikon yüzgeçleri silikon nitrür sert maskenin paternine göre kazınır. 14nm işlem yongaları için, minimum yüzgeç perdesi 42nm kadar küçük olabilir.

Bu adımlar, silikon substrattan yüzgeç oluşumuna kadar tipik bir Finfet işlem akışının bir parçasını oluşturur. Tüm süreç, yüksek performanslı, düşük güçlü entegre devreler elde etmeyi amaçlayan çok sayıda sofistike mühendislik ve teknik zorluk içerir. Teknoloji ilerledikçe, Finfet süreçleri daha küçük özellik boyutlarına ve daha yüksek entegrasyon seviyelerine uyum sağlamak için gelişmektedir. Her adım, nihai ürünün en uygun kalitesini ve performansını sağlamak için dikkatle tasarlanmıştır.