300mm炉管工艺中的颗粒和缺陷控制.pdf

下形成厚度约10nm的高温氧化物。挚层氧化物为后面沉积挚层氮化硅作缓冲层 以减少应力【111，同时作为隔离层保护有源区在去掉氮化物的过程中免受化学玷 污。 2)挚层氮化硅(PadNitride)：挚层氮化硅(Si3N4)一般都是通过炉管形成的， 它的反应温度达到了760。C。硅片被放入高温760。C的LPCVD炉管中，在工艺 腔中氨气和二氯硅烷发生反应，在硅片表面生成一层厚度约为110nm的氮化硅。 氮化硅具有优良的机械性能和隔绝性能，有助于在浅槽隔离(STI)氧化物沉积 过程中保护有源区，同时氮化硅可以在化学机械研磨(CMP)中充当抛光的阻挡 层。 Liner 3)沟槽衬挚氧化物(STIoxide)币H热退火(Thermalanneal)：硅片进入 高温炉管，通过1000。C的高温热氧化和退火，在暴露的隔离沟槽侧壁上生长一 层厚度仅为10nm的氧化层。炉管恒温区的温度能够准确控制温度在 物掩膜层的存在阻止了氧分子向有源区的扩散。生长挚氧化物是为了改善硅与沟 槽填充氧化物之间的界面特性；而在氮气的环境中，1100℃下对晶片进行二个小 时的退火作用是修复硅刻蚀之后芯片表面的损伤以及平滑STI硅刻蚀之后的拐 角。 4)牺牲氧化层(Sacrificial Oxidation)：其生长方式与垫层氧化物一样，即硅 片进入高温氧化炉管，在900℃的条件下形成厚度约lOnm的高温氧化物。牺牲 氧化层为后面的离子注入其掩蔽层的作用，其最终会被清洗掉。 5)二氧化硅．氮化硅．二氧化硅的三明治结构(ONOdielectric)：底层氧化层 (BottomOxide)一般用热氧化生长，在850℃的条件下，形成厚度约4nm左右的 热氧化层，热氧化生长的Si02较致密；中间的氮化硅层(Nitride)一般采用 Oxide)采用 LPCVD在650℃条件下淀积约10nm的厚度；由于顶层氧化层(Top LPCVD沉积，Si02结构较疏松，为了与顶层氧化层接触界面良好，一般会通过 950℃条件下的湿氧(WetOxide)来缓慢氧化部分氮化硅，最后再用LPCVD在 780℃条件下淀积lOnm左右的顶层氧化层。各层的生长方式以及厚度比例不同， 0NO薄膜的特性也不同，相对应的器件的性能也不刚13J。由于ONO复合介质具 有较高的相对介电常数、高的击穿电场，低的漏电特性等优点，因此该结构在 SONOS存储器件【14】中作为一种存储机制以及在Flash器件中作为多晶硅层间介质 [15,161方面得到了广泛的应用旧。为了释放ONO层间的应力和界面良好接触，沉 积完项氧化层后，会在氮气的环境中，800℃下对晶片进行半个小时的退火 Gate 6)高电压和低电压栅极氧化层对(HVLV Oxide)：根据器件设计的 要求，在晶片上不同区域通过热氧化，800～900℃的条件下氧化出6～lOnm氧化层， 氧化层相当于结电容的介质，根据平板电容容量的公式Cj=8S／d，d是介质的厚度， 万方数据 可以看出结电容容量跟介质厚度成反比，氧化层越薄电容量越大，相同栅极电压 存储的电荷Qg=CV也就越多。根据这个比例，我们可以通过不同栅极氧化层的 厚度就能调节器件的电压。 7)存储单元阵列(Cell Line，BL)排 理结构基于NAND架构，密度高、字线(WordLine，WL)与BL(Bit 列紧密，节省芯片空间；工作时又具有NOR架构的特性，读取速度快，可以对 每一个字节操作。从器件看，NROM阵列单元是一个n型沟道的场效应晶体管 (MOSFETdevice)，只是将栅极绝缘层替换成ONO的三明治结构。氮化硅层作 为束缚绝缘层，在器件两