隔离技术的研究与应用.docVIP

隔离技术的研究与应用

系电子信息工程系〔宋体三号〕

专业姓名

班级学号_______________

指导教师职称

指导教师职称

设计时间2012.9.15－2013.1.4

摘要

随着半导体集成电路技术的不断开展，要求在有限的晶圆外表做尽可能多的器件，晶圆外表的面积变得越来越紧张，器件之间的空间也越来越小，因此对器件的隔离工艺要求越来越高。

本课程设计主要介绍了半导体制造工艺中隔离技术的作用和开展，简单描述了结隔离、介电质隔离、局部氧化隔离工艺和浅沟槽隔离等常用隔离技术。由于集成电路的开展，其他的隔离技术已不适应现在的半导体工艺，本文以浅槽隔离技术工艺为重点详细介绍了隔离技术在半导体中的应用浅沟道隔离是目前大规模集成电路制造中用于器件隔离的主要方法。

关键词：结隔离，介电质隔离，局部氧化隔离工艺，STI

目录

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摘要 2

目录 3

第1章绪论 5

1.1 集成电路工艺技术概述 5

1.2 隔离技术简介 5

第2章隔离技术的原理 7

2.1 隔离技术的原理 7

2.2 隔离技术的新开展 7

第3章隔离技术的工艺及开展 8

3.1 结隔离 8

3.2 介电质隔离 9

3.3 局部氧化隔离〔LOCOS〕工艺 10

3.4 浅沟槽隔离〔STI〕工艺简介 12

第4章浅沟槽隔离技术 15

4.1 浅沟槽隔离技术(ST工)在半导体器件中的作用 15

4.2 浅沟槽隔离刻蚀步骤 16

隔离氧化层成长 16

氮化物淀积 16

光刻掩膜 16

浅沟槽刻蚀 17

4.3 隔离技术的关键工艺 17

氧化和氮化硅生长 17

沟壑(Trench)光刻与刻蚀 17

二氧化硅CMP 18

总结与展望 20

参考文献 21

致谢 22

绪论

集成电路工艺技术概述

当今的人类社会已经进入了信息时代，信息技术的开展可谓是日新月异，以一日千里这样一个不可思议的速度向前飞速开展着，这样一个飞速开展的基石，是集成电路芯片的制造。

在我们的日常工作生活中，像DVD、数字照相机、数字摄像机等家庭数码电器、个人通信设备、个人电脑以及互联网的高速开展和普及，己经成为现代人类生活中必不可少的局部，而这一切都离不开一个核心芯片，集成电路的出现是造成多媒体时代兴起的主要原因。

让我们回忆一下整个集成电路的诞生过程，在二十世纪初，量子力学的诞生为半导体技术提供了理论根底。1945年，BELL实验室成立了由肖克莱、巴丁和布莱顿三人组成的固体物理研究小组，并于1949年由肖克莱提出了结型晶体管理论。1950年，结型晶体管制造成功。1959年，金属-氧化物-半导体结构(MOS)诞生，人们以之为原型于1962年制成场效应管(MOSFET)。此后半导体器件类型越来越多，如单结晶体管，双结晶体管等。上述种种器件及其工艺的迅猛开展，促进了集成电路(IC)的诞生。1959年，科尔申请了专利，首度提出集成电路的思想。此后，集成电路工艺便成为了主流，并于1968年左右进入大规模集成电路(LSI)时代、此后，随着集成度的不断提高，从大规模集成电路(LSI)到超大规模集成电路(VLSI)时代，直至当今的甚大规模电路(ULSI)，集成电路工艺已进入深亚微米阶段。

近年来，随着半导体产业的迅速开展，半导体晶片不断地朝小体积!高电路密集度、快速、低功耗方向开展，集成电路现已进入ULS亚微米级的技术阶段。同时硅晶片直径逐渐增大，2007年以后，直径300mm硅片成为主流产品。元件内刻线宽度也由0.18um缩减至0.13um、65nm及45nm工艺也逐渐进入量产，金属层数由5~6层向更多层数的目标迈进，器件的尺寸也越来越小，因此对硅晶片外表平整度的要求也随着集成电路技术的飞速开展变得越来越高。

隔离技术简介

现代的CMOS芯片通常在一块普通的硅衬底材料上集成数以百万计的有源器件(即NMOS晶体管和PMOS晶体管)，然后通过特定的连接实现各种复杂的逻辑功能或模拟功能，而除了这些特定的功能以外，在电路的设计过程中，通常假设不同的器件之间一般是没有其他的相互影响的。因此在集成电路制造中必须能够把器件隔离开来，这就需要隔离技术。

最初的隔离