【正文】 形的精確實現(xiàn) 。 STI 刻蝕形狀的控制是一個很重要的工程 。 主要是使用兩步刻蝕來形成溝壑 ： 一是刻蝕作為 CMP 停止層的表面介質(zhì)層 ； 二是刻蝕硅襯底 。 目前 ， 高端的刻蝕技術(shù)將把這兩個刻蝕步驟綜合在一起 ， 以提高生產(chǎn)性和降低成本 。 理想的刻蝕后的溝壑形狀是一個正梯形 ， 傾斜度范圍為 7589 度 。 通常用來控制溝壑形狀的方法是利用 CLZ， HBr 和 2O等刻蝕氣體 ， 他們被認(rèn)為在被用作硅刻蝕時可以產(chǎn)生聚合體產(chǎn)物 。 這些產(chǎn)物可以在 溝壑刻蝕時形成正梯形 。 但是有一個缺點(diǎn) ， 這些產(chǎn)物可能覆蓋在等離子體反應(yīng)器的其他表面 ，第 4 章 淺溝槽隔離技術(shù) 帶來工藝穩(wěn)定性和塵埃等方面的問題 。 控制溝壑形狀的第二個方法是利用刻蝕產(chǎn)物的淀積特性 。 刻蝕時的產(chǎn)物將重新淀積在溝壑的側(cè)壁 ， 重新淀積的數(shù)量將決定梯形的傾斜度 。 二氧化硅 CMP CMP 是平坦化技術(shù)的一個飛躍 ， 真正實現(xiàn)了器件制造中的完全平坦化 。 它是利用液態(tài)的化學(xué)研磨液對晶圓表面實施微研磨 ， 使得晶圓凹凸不平的表面變得平坦化的一種新型的平坦化工藝技術(shù) 。 雖然 CMP 已應(yīng)用在電子工業(yè)中 ， 但其物理和化學(xué)的工藝機(jī)理還不是很清楚 。 在 CMP 過程中 ， 同時 存在化學(xué)反應(yīng)過程和機(jī)械研磨過程 ， 二者共同占據(jù)主導(dǎo)地位 。 它是利用一些高 ph 值的研磨漿液來研磨晶圓的表面使其平坦化 。 在研磨液和被研磨的介質(zhì)物之間存在一些化學(xué)反應(yīng) ， 極薄的表面層被氫基化后 ， 被隨后的機(jī)械研磨所去除 。 CMP 主要是在完成溝壑的完美填充后 ， 去除表面多余的氧化硅膜 ， 并達(dá)到表面的完全平坦化 。 當(dāng)溝壑填充的氧化膜的 CMP 速率與氮化硅的 CMP 速率相當(dāng)時 ，則氮化硅 CMP 后的表面與溝壑填充的氧化硅大約在同一平面上 。 由于在 CMP 后的洗凈中會有一點(diǎn)氧化膜損失 ， 所以氮化硅膜厚度將決定有源區(qū)表面與填充溝壑的氧化層表面之間的臺階 高度 。 填充溝壑的氧化層應(yīng)當(dāng)足夠厚以避免寄生邊角晶體管效應(yīng)的產(chǎn)生 。 在此限度內(nèi)通過優(yōu)化氮化硅在 CMP 后的殘留厚度 ， 來獲得精確的場區(qū)圖形 。 有源區(qū)的氧化層必須被拋去 ， 以使其下部的氮化硅膜暴露出來 ， 并與溝壑中的氧化膜處于同一平面 。實際上 ， 孤立的 !窄的圖形結(jié)構(gòu)上的研磨速率比密集排列或?qū)拸V區(qū)域的圖形結(jié)構(gòu)上研磨速率要快 。 研磨凹凸不平的晶圓表面 ， 突起部分所承受的壓力遠(yuǎn)高于凹陷部分所承受的壓力 ， 因而 ， 突起部分的研磨較快 。 但是由于研磨盤的柔軟性 ， 在寬闊區(qū)域 的中心將 出現(xiàn)碟形的凹陷 。 優(yōu)化研磨漿液和研磨機(jī)械系統(tǒng) ， 將有利于克服此缺陷 。 CMP 研磨到達(dá)氮化硅層后的過研磨不僅減少氮化硅的厚度 ， 也同時迫使 CMP 同時研磨兩種不同的物質(zhì) ， 即有源區(qū)上的氮化硅和溝壑上的氧化硅 。 如果氧化膜的研磨速率大于氮化硅膜的研磨速率 ， 再加上 CMP 在晶圓表面研磨的不均一性 ， 有可能發(fā)生溝壑氧化膜的凹陷和溝壑邊緣的浸蝕 。 優(yōu)化氮化硅的過研磨量 ， 并結(jié)合隨后的利用熱磷酸去除氮化硅時對溝壑氧化膜的影響 ， 將會得到理想的表面形態(tài) 。 由于在淺溝槽隔離工藝中沉積的二氧化硅薄膜致密性比較好，因此 能夠滿 足對器件的高隔離要求。同時在淺溝槽隔離（ STI）工藝中，淺溝槽是采用各向異性的干刻蝕的方法得 到的，而且溝槽垂直向下，可以減小晶圓表面硅的消耗，對縮小器件尺寸和提高電路密度有很大的幫助。在沉積淺溝槽隔離薄膜時，應(yīng)用的是化學(xué)氣相沉積工藝方法，第 4 章 淺溝槽隔離技術(shù) 一般情況下使用的是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝進(jìn)行淺溝槽內(nèi)的薄膜沉積。 總結(jié)與展望 總結(jié)與展望 本文簡單描述了隔離的機(jī)理和原理，了解隔離技術(shù)的在集成電路制造工藝的重要作用，熟悉了結(jié)隔離、介電質(zhì)隔離、局部氧化隔離。重點(diǎn)了解了 STI。 經(jīng)過幾十年，隔離技術(shù)已有很的的發(fā)展，并不斷向新的方向開拓。它對微電子學(xué)的發(fā)展、超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大和量子期間的突破性進(jìn)展起了關(guān)鍵性的作用 。今后的發(fā)展不論在技術(shù)的本身或設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都是多樣化的，而且仍然是方興未艾。 在更先進(jìn)的 CMOS 技術(shù)中，淺溝槽隔離（ STI）工藝由使用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或使用基于臭氧 /四乙基原硅酸鹽化學(xué)品的熱化學(xué)氣相沉積工藝沉積的二氧化硅薄膜組成。在 65 納米以下的更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)中深寬比（ AR）將大于 6： 1，這對于使用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝去得到好的空隙填充來說將越來越困難。為了使高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝可以填充這些深寬比大的淺溝槽隔離區(qū)，重復(fù)的內(nèi)部或外部的背部刻蝕工藝不得不被引入，以便確 保填充的薄膜中沒有空洞。一個高深寬比工藝被呈現(xiàn)出來用于淺溝槽隔離的填充，這種高深寬比工藝（使用一種新的技術(shù)，即在 540℃條件下使用 臭氧 /四乙基原硅酸鹽 為基礎(chǔ)的半大氣壓化學(xué)氣相沉積 工藝。與高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝相比，高深寬比工藝據(jù)說將橫向應(yīng)力引入到淺溝槽中。這種技術(shù)有兩個關(guān)鍵的好處： 一個非常等角的沉積方式能夠?qū)ι顚挶却笥? 10： 1 的空隙有一個很好的空隙填充能力； 與其他的 臭氧 /四乙基原硅酸鹽 半大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝技術(shù)相比可以實質(zhì)的增加薄膜沉積速率。 半導(dǎo)體技術(shù)對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ， 提高人們的生 活水平 ， 提高國家的軍事力量都有著支配作用 。 因為歷史的原因 ， 中國的晶圓代工產(chǎn)業(yè)只算是剛剛起步 ， 與世界性的晶圓代工公司無論在技術(shù)上 ， 還是在規(guī)模上面 ， 還有一段不小的距離 。 可以說是中國的晶圓代工還有很長的一段路要走 ， 還需要政府的大力支持 ， 半導(dǎo)體業(yè)界的不斷努力 。 中華民族作為世界上最聰明和勤勞的民族之一 ， 相信通過我們的努力 ， 一定會重新走在世界的最前沿 。參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1]Michael Quirk， Julian Serda，半導(dǎo)體制作技術(shù) [M]..北京，電子工業(yè)出版社， [2]Philip ， Douglas CMOS 集成電路設(shè)計 [M].. 北京 電子工業(yè)出版社， [3]朱正涌，張海洋，朱正紅，半導(dǎo)體集成電路 [M]， 北京，清華大學(xué)出版社， [4]曾慶貴 .集成電路版圖設(shè)計 [M].上海 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [5]來新泉，專用集成電路設(shè)計基礎(chǔ)教程 [M]， 西安，西安電子科技大學(xué)出版社， [6]朱正涌，張海洋，朱正紅，半導(dǎo)體集成電路 [M]， 北京，清華大學(xué)出版社， [7]Peter Van Zant，芯片制造 — 半導(dǎo)體工藝制程實 用教程（趙樹武、朱踐知、 于世恩等譯），北京：電子工業(yè)出版社， 2021， 1~397 [8]關(guān)旭東，硅集成電路工藝基礎(chǔ)，北京：北京大學(xué)出版社， 2021， 1~347 致 謝 致 謝 經(jīng)過幾個月 的畢業(yè)設(shè)計 ， 終于完成了自己的畢業(yè)論文 。 回首過去 ， 三年時間有如白駒過隙 ， 時間是如此的知暫 ， 而值得回憶的往事又是如此的豐富 。 在論文完成之際 ， 首先衷心感謝我的導(dǎo)師在百忙中對本文的選題 、 論文的各階段的寫作均嚴(yán)格把關(guān)并給出了具體的指導(dǎo) ， 使本論文得以順利完成 。 導(dǎo)師淵博的知識 、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及高尚的人品情操 ， 使我銘刻在心 ， 終生受益 。 我也 要感謝我的關(guān)心和幫助我的同學(xué) ， 在論文完成過程中 ， 他們的理解與鼓勵無時無時不在 ， 激勵著我不斷前進(jìn) 。 另外 ， 還要感謝在三年的 大學(xué) 生活中給我許多幫助和關(guān)心的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和老師 。 正是在所有的人的關(guān)愛之下 ， 我才能順利完成碩士階段的課程學(xué)習(xí)及論文 。 最后 ， 我要感謝我的爸爸 !媽媽 ， 我的家人 ， 這篇論文的完成與他們對我學(xué)業(yè)始終如一的關(guān)心 !理解 !幫助和支持是密不可分的 。 最后感謝各位老師對本論文的評閱和指正 。