22nm Gate Last FinFET Process Flow介绍(中)

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上篇主要介绍了Fin的形成,接下来继续讲解。

20. NMOS Extension Implant

铺上PR和BARC,然后进行litho和etch,使NMOS区域暴漏出来,再进行砷离子注入,使fin的表面形成一层Extension Implant区域。

21. PMOS Extension Implant

同理在PMOS区域进行硼离子注入。

22. Extension Anneal

由于离子注入后晶格有损失,接下来进行快速热退火工艺,活化PMOS/NMOS Extension。

23. Nitride Spacer Deposition Etch

接下来deposit一层silicon Nitride,然后进行etch,生成一层nitride spacers,Fin的两侧形成的spacer不是我们想要的,不过没关系,后面会移除。

24. Nitride Spacer Morphology

Nitride Spacer形成后,我们可以看到dummy Gate Electrodes, Source, Drain区域的分布。

25. Hard Mask Deposition & Patterning

然后deposit一层SiCN做为Hard Mask,接着铺上BARC和PR进行曝光,目的是移除Fin。

26. Hard Mask Etch & PMOS Fin Removal

SiCN作为Hard Mask,PMOS fin以及spacer全部被etch 完。

27. SiGe Deposition & Hard Mask Removal

接着进行SiGe外延生长,由于SiGe只会在Silicon表面生长,所以只在PMOS的Source/Drain Fin区域形成,然后etch剩下的SiCN hard mask。

28. Hard Mask Deposition & Patterning

同理,deposit一层SiCN Hard Mask,coating BARC和PR,接着在NMOS区域进行曝光形成图案。

**NMOS区域有两种选择方案,一种是去除Fin上面的oxide后,外延生长Siliccon;另外一种是整体去除Fin,然后外延生长SiC,其目的都是增加载流子的迁移速率,下面分别介绍。

29.  Hard Mask Etch & Oxide Strip

NMOS 区域进行Hard Mask etch,然后用HF去除Fin上面的oxide。

30. #1 Epitaxial Si Growth Hard Mask Strip

然后在Fin上外延生长一层Si,也就是只会在NMOS的source/drain上形成,接着把多余的SiCN Hard Mask 移除。

31. #2 NMOS Fin Removal & SiC Epitaxial Deposition

将NMOS Fin全部移除,然后在Source/Drain区域外延生长SiC。

32. SiCN Hard Mask Strip & Silicon Implant

移除SiCN Hard Mask层,然后进行Silicon Pre-Amprphization Imlant(PAI),目的是形成一层均匀的,低电阻的silicide。

33. Oxide Strip & Al Salicide Implant

用HF移除Gate, Source, Drain上面的oxide,然后在PMOS区域进行离子注入Al,目的是降低SiGe表面的接触电阻。

34. Cold Titanium Deposition & Anneal

然后通过PVD的方式在表面形成一层Titanium,然后进行快速热退火,Titanium会在表面形成silicide。

35. Unreacted Titanium Strip

没有反应的Titanium位于spacer sidewall and STI上面,接着用湿法刻蚀的溶剂去除。

36. Oxide/Nitride Etch-Stop Laryer Deposition

wafer用P/SC1溶剂清洗,然后在表面形成一层Silicon dioxide和nitride Silicon,将作为contact etch的stop layer。

37. PMD Deposition and Polish-Back

然后deposit一层厚厚的PSG(Phospho-Silicate Glass),这一层的作用是充当PMD(Pre-Metal-Dielectric),然后用CPM抛光,dummy gate上面的Nitride spacers将被磨掉,露出里面的amorphous silicon。

38. Polysiliocn Gate Removal

然后通过etch将dummy gate里的amorphous silicon移除,etch会停留在Fin上面的Oxide ESL。

39. Oxide ESL Removal

然后通过etch移除Fin上面的oxide layer。

40. Bottom Interface Oxide Layer Growth

然后通过低温氧化反应在Fin表面形成一层oxide,称为BIL(bottom interface layer),High-K电介质将会在上面生长。

中篇到此为止,最后一部分会讲High-K metal gate的形成以及contact制程。

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2021-07-21 14:25

专业。牛