Flux de processus FinFet - Formation d'une porte muette

0010-20132 6" Ensemble de lame de transfert

La formation des nageoires (Fin) et leur importance

Les nageoires sont un élément clé de la structure tridimensionnelle des dispositifs FinFET, qui ressemble à la forme d'une nageoire de poisson, d'où son nom. La hauteur des ailettes détermine directement la largeur de grille du FinFET, ce qui est essentiel pour contrôler le flux de courant. Dans les nœuds technologiques de 22 nm et moins, en raison de la très petite taille des ailerons, cela est généralement réalisé par des techniques de structuration telles que SADP (Self-Aligned Double Patterning) ou SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning).

Traitement préliminaire avec dépôt de couche ILD

0010-20129 6" Ensemble de lame tampon

Dépôt de couche ILD

Par la suite, une couche d'ILD (Inter Layer Dielectric) est déposée sur la plaquette nettoyée, qui est généralement du SiO2 Coat. Le rôle principal de l'ILD est de fournir une isolation galvanique entre les ailettes et de servir de matériau de remplissage dans le processus CMP (polissage chimique-mécanique) ultérieur. Choisir le bon matériau ILD est important pour garantir de bonnes propriétés électriques et une bonne planéité.

CMP ILD

Vient ensuite l'ILD CMP, qui utilise le nitrure de silicium (SiN) comme matériau de détection de point final pour le polissage chimico-mécanique. L'objectif du CMP est de rendre la surface de la couche ILD très plate pour faciliter les opérations ultérieures de structuration et de gravure. La quantité de polissage doit être contrôlée avec précision pendant le processus CMP pour éviter une érosion excessive des structures critiques en dessous.

Supprimez le SiN et le PannonceOxideCouche

Une fois le CMP terminé, le masque dur en nitrure de silicium recouvrant les ailettes doit être retiré, ainsi que la couche d'oxyde du tampon. Cette étape est généralement réalisée par gravure humide, qui non seulement élimine ces couches protectrices temporaires, mais expose également la surface de silicium au-dessus de l'ailette en vue d'un dopage ultérieur.

Croissance de la couche d'oxyde sacrificielle et dopage de la zone du puits

0010-20133 8"Ensemble de lame de transfert

Croissance sacrificielle d'oxyde

Immédiatement après, une fine couche d’oxyde sacrificiel se développe à la surface de l’ailette. Cette couche est utilisée pour protéger les ailettes des dommages directs lors du dopage ultérieur du puits. De plus, l’oxyde sacrificiel peut aider à définir les limites de la région de dopage et à améliorer la précision du dopage.

Dopage dans la zone du puits

Une zone de puits est appliquée pour implanter le masque, et une implantation ionique est réalisée pour former un piège d'isolation entre le canal et le substrat. Cette étape consiste à créer une région de puits de type p ou de type n qui fournit un dopage de fond approprié pour les dispositifs PMOS et NMOS, respectivement. Après cela, la couche d'oxyde sacrificielle est retirée et la plaquette est nettoyée pour garantir qu'aucun résidu n'affecte le processus ultérieur.

Formation d'une structure de porte muette

Dépôt d'une couche d'oxyde de matte-gate

Afin de construire une structure de grille temporaire, une couche d'oxyde de grille muette est déposée sur la tranche. Cette couche d'oxyde servira de base au dépôt et à la planarisation ultérieurs de polysilicium.

Dépôt de polysilicium et CMP

Ensuite, une couche de polysilicium est déposée sur toute la surface de la plaquette et aplatie par CMP. La couche de silicium polycristallin agira comme un matériau de grille temporaire jusqu'à ce que la grille finale en métal à haute k la remplace. Au cours du processus CMP, l'épaisseur de la couche de polysilicium est uniforme pour prendre en charge les étapes de structuration ultérieures.

Dépôt de masque dur

Ensuite, un masque dur (HM) est déposé sur la couche de polysilicium pour guider la configuration ultérieure de la grille. En fonction du nœud technologique, si l'espacement des grilles est supérieur à 80 nm, une seule lithographie par immersion à 193 nm peut être utilisée pour former un motif d'espace linéaire ; Pour les pas de porte plus petits, des techniques de multiplication telles que SADP ou SAQP sont nécessaires. Le choix du masque dur et les conditions de dépôt sont essentiels pour la précision du modelage ultérieur.

Modelage de porte

Un masque de grille est appliqué pour créer un motif de ligne vide dans la résine photosensible. Après la gravure du masque dur, le décapage de la résine photosensible et le nettoyage, un masque de découpe est appliqué et le motif de ligne du masque dur est coupé par gravure. Enfin, le polysilicium est gravé en utilisant le motif de masque dur résultant pour créer une structure de porte muette conçue.