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主分类号: ..
.H01L21/28(2006.01)I..
范畴分类: ..
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分类号: ..
.H01L21/28(2006.01)I;H01L21/336(2006.01)I;H01L21/8238(2006.01)I..
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优先权: ..
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申请(专利权)人: ..
.中国科学院微电子研究所..
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地址: ..
.100029北京市朝阳区北土城西路3号..
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发明(设计)人: ..
.徐秋霞;李瑞钊..
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国际申请: ..
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国际公布: ..
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进入国家日期: ..
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专利代理机构: ..
.中科专利商标代理有限责任公司..
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代理人: ..
.周长兴..
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分案申请号: ..
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国省代码: ..
.北京;11..
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颁证日: ..
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光盘号: ..
.D0640-1..
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摘要: ..
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本发明属于超深亚微米及以下特征尺寸半导体器件制备方法,特别涉及用于超深亚微米金属栅CMOS制造的一种替代栅制备技术。用金属作栅电极,可以从根本上消除栅耗尽效应和硼穿透现象,同时获得非常低的栅电极薄层电阻。本发明采用嵌入式金属栅CMOS工艺(即替代栅制备工艺) 实现了一种新颖的金属栅CMOS技术。在这种嵌入式金属栅CMOS工艺中,主要关键技术之一是一套替代栅的制备技术,它包括替代栅材料的选取,精细的替代栅图形的成形,平坦化和替代栅的去除。 ..
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主权项: ..
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1.一种替代栅的制备方法,包括以下步骤: 1)在局部氧化隔离或浅槽隔离并调栅注入后,进行替代栅氧化:N2 保护下600℃进舟,升温至750-870℃,N2恒温10分钟;同一温度下, N2/O2=5∶1气氛氧化,氧化时间60-120分钟;接着750-870℃,N2退火 20-60分钟;最后N2保护下降温至600℃,出舟; 2)化学汽相沉积氮化硅:温度760-820℃,压力250-300毫乇, SiH2Cl225-35sccm,NH380-100sccm,薄膜厚度220-260nm; 3)反应离子刻蚀形成氮化硅替代栅电极:功率130-200W,腐蚀气体CHF35-10sccm,SF620-40sccm,He100sccm混合,压力300-500 毫托; 然后正硅酸乙酯热分解TEOSSiO2-1薄膜:温度720-760℃,厚度 90-150nm; 4)反应离子刻蚀TEOSSiO2-1,形成侧墙-1:压力200-250mτ,射频功率250-350W,CHF3/CF4/Ar=40-60sccm/5-16sccm/200- 300sccm,无过刻蚀,软刻蚀5-10秒; 5)源/漏延伸区低能注入:PMOS:47BF2,能量5-8Kev,剂量3- 6×1014cm-2;NMOS:75As,能量5-8Kev,剂量3-6×1014cm-2; 6)正硅酸乙酯热分解SiO2-2:温度710-750℃,厚度200-260nm; 然后反应离子刻蚀SiO2-2,形成侧墙-2:压力200-250mτ,RF功率250-350W,CHF3/CF4/Ar=40-60sccm/5-16sccm/200-300sccm; 7)源/漏注入及快速热退火:PMOS:47BF2,能量25-35Kev,剂量1.5 -3×1015cm-2;NMOS:75As,能量40-55Kev,剂量2-4×1015cm-2;快速热退火温度1000-1020℃,时间4-8秒,形成源/漏结; 8)源/漏区钴硅化物形成:钴/钛复合膜的溅射,先溅钛膜4-7nm,再溅钴膜9-15nm;溅射功率都为700-900W,溅钛工作压力为4-6×10-3乇,溅钴为5-7×10-3乇; 然后两次快速热退火加上其间进行选择腐蚀:第一次快速热退火温度 630-670℃,时间15-30秒;选择腐蚀后第二次快速热退火温度870- 910℃,时间6-12分; 9)化学气相淀积低温氧化硅和硼磷硅玻璃:先化学气相淀积低温氧化硅:温度350-450℃,薄膜厚度200-250nm;然后化学气相淀积硼磷硅玻璃:温度350-450℃,薄膜厚度700-800nm; 10)硼磷硅玻璃回流:750-800℃,N2,时间20-30分钟; 11)第一次SOG涂敷和热处理:涂敷条件为室温,厚度360-400nm;热处理条件:350-420℃,N2,30-50分钟; 12)回刻SOG-1:RF功率150-250W,压力250-350毫乇,CF420 -30sccm,CHF340-60sccm,O22sccm,Ar250-350sccm; 13)第二次SOG涂敷和热处理:条件同13步; 14)回刻SOG-2,先用如下条件回刻,即RF功率150-250W,压力200-260毫乇,CF420-32sccm,CHF318-30sccm,Ar250-350sccm;当SOG-2回刻完时,再用如下条件回刻,即CF415-25sccm,Ar200- 250sccm,RF功率250-350W,压力180-220毫乇,直至替代栅全部露出; 15)腐蚀栅槽,湿法腐蚀净氮化硅替代栅:H3PO4,160-170℃,栅槽形成; 16)漂去替代栅氧化硅:HF∶H2O=1∶20漂净替代栅氧化硅; 17)清洗:常规3#-常规1#-再用HF/异丙醇溶液室温下浸泡1-10 分钟,水冲洗,甩干进炉; 18)栅氧化:N2保护下600℃进舟,升温至750-850℃,N2恒温10 分钟;同一温度下,N2/O2=5∶1气氛氧化,氧化时间10-50分钟;N2气氛, 750-850℃退火,15-60分钟;N2保护下降温至600℃,N2保护下慢拉出舟; 19)溅射难熔金属,W/TiN=100-150nm/30-45nm,并反应离子刻蚀形成金属栅电极。 ..
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