تشکیل FIN FIN در فرآیند Finfet

تکامل Finfets (Finfets) از ترانزیستورهای مسطح به FinFets یک معماری پیشرفته ترانزیستور است که برای بهبود عملکرد و کارآیی مدارهای یکپارچه طراحی شده است. این امر با تبدیل ترانزیستورهای مسطح سنتی به ساختارهای سه بعدی ، اثر کانال کوتاه را کاهش می دهد و امکان ترانزیستورهای کوچکتر ، سریعتر و کمتری را فراهم می کند. در این مقاله ، ما فرآیند تولید Finfet را با شروع از بستر سیلیکون معرفی خواهیم کرد و با ساخت باله به پایان می رسد.

0040-09094 اتاق 200 میلی متر

1. آماده سازی اولیه و درمان سطح

تمیز کردن ویفر
قبل از شروع هرگونه پردازش ، ویفرهای سیلیکون باید تحت یک فرآیند تمیز کردن کامل قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که سطح آنها عاری از ناخالصی ها یا آلاینده ها است. این مرحله برای به دست آوردن دستگاه های با کیفیت بالا بسیار مهم است.

رشد لایه اکسید پد.در مرحله بعد ، یک لایه بسیار نازک از دی اکسید سیلیکون (SIO2) از نظر حرارتی بر روی سطح سیلیکون رشد می کند تا به عنوان یک لایه اکسید پد عمل کند. این لایه نه تنها از بستر سیلیکون از پردازش بعدی محافظت می کند ، بلکه رابط خوبی برای رسوب نیترید سیلیکون بعدی نیز فراهم می کند.

رسوب نیترید سیلیکون
پس از آن ، یک لایه از نیترید سیلیکون (SIN) در بالای لایه اکسید پد توسط رسوب بخار شیمیایی (CVD) یا روش های دیگر قرار می گیرد. نیترید سیلیکون در اینجا نقش دوگانه ایفا می کند: این هم به عنوان یک ماسک سخت (HM) برای هدایت اچ سیلیکون برای تشکیل باله عمل می کند. همچنین به عنوان یک لایه متوقف CMP (پولیش مکانیکی شیمیایی) عمل می کند تا اطمینان حاصل شود که فرآیند مزارع اکسید STI بیش از حد مواد زیرین را بیش از حد نشان نمی دهد.

2. استفاده از فناوری SADP

از آنجا که فاصله باله در گره های پیشرفته مانند 22 نانومتر یا 14 نانومتر بسیار کوچک است ، یک لیتوگرافی غوطه وری 193 نانومتر نمی تواند به سطح مورد نیاز ظرافت برسد ، بنابراین فناوری الگوی دوتایی (SADP) برای افزایش چگالی الگوی معرفی شد.
رسوب لایه الگوی کاذب SADP
اول ، یک لایه از مواد موقت (به عنوان مثال ، سیلیکون A-Si آمورف) در بالای ماسک سخت نیترید سیلیکون قرار می گیرد تا به عنوان یک لایه الگوی "جعلی" عمل کند. این ماده برای متمایز کردن آن از مواد زیرین نیترید سیلیکون و فواصل جانبی در مراحل بعدی باید دارای خواص اچ بسیار انتخابی باشد.
کاربرد و قرار گرفتن در معرض نورپردازی
یک لایه یکنواخت از نورپردازی در کل ساختار انباشته شده اعمال می شود و با استفاده از یک ماسک الگوی خطی خط خاص برای تعریف موقعیت تقریبی باله ها در معرض دید قرار می گیرد. این الگوی پیش بینی فرآیند اچینگ است که به آن اشاره خواهد شد.
این الگوی به لایه الگوی کاذب منتقل می شود
نورپردازی در معرض برای شکل گیری الگوی اولیه "جعلی" باله تهیه شده است. این الگوهای سپس توسط اچ پلاسما به لایه سیلیکون آمورف زیرین منتقل می شوند تا اینکه به سطح نیترید سیلیکون برسند.

Photoresist را بردارید
پس از اتمام اچینگ ، باید نورپردازی برداشته شود ، که معمولاً شامل مراحل سلب و تمیز کردن برای آماده سازی برای مرحله بعدی است. این مرحله تضمین می کند که هیچ باقی مانده ای وجود ندارد که بر روند بعدی تأثیر بگذارد.
رسوب فضا سازگار

از ALD برای سپردن یک لایه دی الکتریک سازگار (به عنوان مثال ، SIOX) استفاده کنید که به طور مساوی تمام سطوح را پوشش می دهد ، که در یک مرحله عقب نشینی اچ بعدی یک فاصله جانبی را تشکیل می دهد. انتخاب این لایه برای شکل نهایی باله ها بسیار مهم است.

0040-13865 تولید کننده اتاق 200 میلی متر BOOY
پشتی برای تشکیل یک فاصله
اچینگ خشک ناهمسانگرد بر روی لایه دی الکتریک کنفورمی انجام می شود و فقط لایه دی الکتریک را در قسمت جانبی عمود بر سطح ویفر باقی می گذارد و در نتیجه ایجاد یک فضا ایجاد می شود. این فاصله ها در نهایت به الگوهای الگویی برای باله های واقعی تبدیل می شوند. اگر از سیلیکون آمورف به عنوان یک ماده الگوی کاذب استفاده شود ، می توان از یک محلول KOH برای از بین بردن سیلیکون آمورف با اندکی و بدون تأثیر در فاصله اکسید سیلیکون یا ماسک سخت نیترید سیلیکون در زیر استفاده کرد.
الگوی جعلی را حذف کنید
برای از بین بردن الگوهای کاذب سیلیکون آمورف بدون آسیب رساندن به فاصله اکسید سیلیکون یا ماسک سخت نیترید سیلیکون در زیر ، از اچانت های بسیار انتخابی استفاده کنید. این یک فوتولیتوگرافی از الگوی فاصله دو چگالی ، که مربوط به باله های زیر است ، می گذارد.

3. الگوی باله تصفیه می شود

برش برنامه ماسک

این عکس مجدداً روکش شده و با هدف تعیین اینکه کدام مناطق به عنوان باله حفظ می شوند و کدام مناطق باید برداشته شوند ، مجدداً پوشانده شده و از آن استفاده می شود. این مرحله طرح دقیق باله ها را تعیین می کند.

الگوی فضا
با استفاده از فناوری اچینگ واکنشی پلاسما ، فاصله های ناخواسته به صورت انتخابی حذف می شوند و در عین حال تأثیر ماسک های سخت نیترید سیلیکون را به حداقل می رسانند.

باله ها برای لحظه ای گرفتار می شوند
فضا باقیمانده به عنوان ماسک برای مرحله اولیه اچینگ سیلیکون استفاده می شود. این مرحله به طور مستقیم شکل و اندازه باله ها را تعیین می کند ، بنابراین پارامترهای اچینگ باید محکم کنترل شود تا ساختار باله ایده آل بدست آید. در طی فرآیند اچینگ ، ابتدا اکسید پد برداشته می شود ، و سپس باله های سیلیکون با توجه به الگوی ماسک سخت نیترید سیلیکون حک می شوند. برای تراشه های فرآیند 14 نانومتر ، حداقل زمین باله می تواند به اندازه 42 نانومتر باشد.

این مراحل بخشی از یک فرآیند معمولی FinFET از بستر سیلیکون تا تشکیل باله است. کل فرایند شامل چندین چالش پیشرفته مهندسی و فنی با هدف دستیابی به مدارهای یکپارچه با کارایی بالا و کم مصرف است. با پیشرفت فناوری ، فرآیندهای FINFET در حال تحول هستند تا اندازه های ویژگی های کوچکتر و سطح بالاتری از ادغام را در خود جای دهند. هر مرحله با دقت طراحی شده است تا از کیفیت بهینه و عملکرد محصول نهایی اطمینان حاصل شود.