FinFet فرآیند تشکیل جریان یک دروازه گنگ

0010-20132 6" Transfer Blade Assy

شکل گیری باله (FIN) و اهمیت آنها

باله‌ها جزء کلیدی ساختار سه بعدی دستگاه‌های FinFET هستند که شبیه شکل باله‌های ماهی هستند، از این رو این نام را به خود اختصاص داده‌اند. ارتفاع باله ها به طور مستقیم عرض دروازه FinFET را تعیین می کند که برای کنترل جریان جریان بسیار مهم است. در گره های فناوری 22 نانومتری و کمتر، به دلیل اندازه باله بسیار کوچک، معمولاً با تکنیک های الگوسازی مانند SADP (Self-Aligned Double Patterning) یا SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning) به دست می آید.

درمان اولیه با رسوب لایه ILD

0010-20129 6" مونتاژ تیغه بافر

رسوب لایه ILD

متعاقباً، یک لایه ILD (Inter Layer Dielectric) روی ویفر تمیز شده رسوب می‌کند که عموماً SiO2 Coat است. نقش اصلی ILD فراهم کردن جداسازی گالوانیکی بین باله ها و به عنوان ماده پرکننده در فرآیند بعدی CMP (جلوگیری مکانیکی شیمیایی) است. انتخاب مواد ILD مناسب برای اطمینان از خواص الکتریکی خوب و مسطح بودن آن مهم است.

ILD CMP

این توسط ILD CMP دنبال می شود ، که از نیترید سیلیکون (SIN) به عنوان ماده تشخیص نقطه پایانی برای پولیش مکانیکی شیمیایی استفاده می کند. هدف CMP این است که سطح لایه ILD را بسیار مسطح برای تسهیل عملیات الگوی بعدی و اچینگ انجام دهد. مقدار پولیش باید دقیقاً در طی فرآیند CMP کنترل شود تا از فرسایش بیش از حد ساختارهای مهم در زیر آن جلوگیری شود.

گناه و P را برداریدآگهیOxideلایه

هنگامی که CMP کامل شد، ماسک سخت نیترید سیلیکون پوشاننده باله ها و همچنین لایه اکسید پد باید برداشته شود. این مرحله معمولاً با اچینگ مرطوب انجام می‌شود که نه تنها این لایه‌های محافظ موقت را حذف می‌کند، بلکه سطح سیلیکونی بالای باله را برای آماده‌سازی برای دوپینگ بعدی در معرض دید قرار می‌دهد.

رشد لایه اکسید قربانی و دوپینگ منطقه چاه

0010-20133 8 "انتقال تیغه Assy

رشد اکسید قربانی

بلافاصله پس از آن، یک لایه نازک از اکسید قربانی روی سطح باله رشد می کند. این لایه برای محافظت از باله ها از آسیب مستقیم در حین دوپینگ بعدی چاه استفاده می شود. علاوه بر این، اکسید قربانی می تواند به تعیین مرزهای منطقه دوپینگ و بهبود دقت دوپینگ کمک کند.

دوپینگ در منطقه چاه

یک منطقه چاه برای کاشت ماسک اعمال می شود و کاشت یون برای تشکیل یک تله جداسازی بین کانال و بستر انجام می شود. این مرحله ایجاد یک منطقه از نوع P یا N-Type است که به ترتیب دوپینگ مناسب برای دستگاه های PMOS و NMOS را فراهم می کند. پس از آن ، لایه اکسید قربانی برداشته می شود و ویفر تمیز می شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ باقیمانده بر روند بعدی تأثیر نمی گذارد.

تشکیل ساختار دروازه گنگ

رسوب لایه اکسید دروازه مات

به منظور ساخت یک ساختار دروازه موقت، یک لایه اکسید گیت گنگ بر روی ویفر قرار می گیرد. این لایه اکسیدی به عنوان پایه ای برای رسوب و مسطح سازی بعدی پلی سیلیکون عمل می کند.

رسوب Polysilicon و CMP

سپس ، یک لایه از پلی سیلیکون روی کل سطح ویفر رسوب می شود و توسط CMP صاف می شود. لایه سیلیکون پلی کریستالی به عنوان یک ماده دروازه موقت عمل می کند تا اینکه دروازه فلزی بالا k بالا جایگزین آن شود. در طی فرآیند CMP ، ضخامت لایه پلی سیلیکون برای پشتیبانی از مراحل الگوی بعدی یکنواخت است.

رسوب ماسک سخت

در مرحله بعد، یک ماسک سخت (HM) در بالای لایه پلی سیلیکون قرار می گیرد تا الگوی گیت بعدی را هدایت کند. بسته به گره فناوری، اگر فاصله دروازه بیشتر از 80 نانومتر باشد، می توان از لیتوگرافی غوطه وری 193 نانومتری برای تشکیل یک الگوی فضای خط استفاده کرد. برای زمین های دروازه کوچکتر، تکنیک های ضرب مانند SADP یا SAQP مورد نیاز است. انتخاب ماسک سخت و شرایط رسوب برای دقت الگوبرداری بعدی حیاتی است.

الگوی دروازه

یک ماسک دروازه برای ایجاد یک الگوی خالی از خط در مقاومت نوری اعمال می شود. پس از اچ کردن هارد ماسک، برداشتن نور مقاوم و تمیز کردن، یک ماسک برش اعمال می شود و الگوی خط هارد ماسک با اچ کردن قطع می شود. در نهایت، پلی سیلیکون با استفاده از الگوی ماسک سخت به دست آمده حک می شود تا یک ساختار گیت طراحی شده ایجاد شود.