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介紹

? ? ? 最先進(jìn)的 65 nm 柵極氧化物通常被氮化以減少泄漏并增加 k 值。將它們集成到 65 納米三柵極氧化物流中是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)。關(guān)鍵是控制入膜的氮濃度峰值位置。實(shí)際上，摻入的氮對(duì)所有種類的氧化都非常敏感，尤其是濕式操作。

關(guān)鍵詞： 氮化氧化物、三重柵極氧化物、氮濃度分布

結(jié)果與討論

? ? ? 某些器件需要在同一芯片上集成三重柵極氧化物（圖 1）。第一個(gè)專用于輸入/輸出功能。第二個(gè)，LP（低功耗）用于低電流消耗，最后一個(gè)，GP（通用）用于高速應(yīng)用。使用了幾個(gè)濕法處理步驟并與 LP 柵極氧化物相互作用。這些氧化物是通過快速熱氧化、等離子體氮化和 PNA（氮化后退火）產(chǎn)生的（圖 2）。

? ? ? 必須嚴(yán)格控制三個(gè)主要參數(shù)才能獲得可重現(xiàn)和準(zhǔn)確的設(shè)備性能：厚度、氮深度分布和含量。雖然氮位于 90 nm 節(jié)點(diǎn)中的氧化物襯底界面處，但它在 65 nm 節(jié)點(diǎn)中更靠近頂部表面，以防止任何 NBTI 問題（圖 3）。

? ? ? 這些劑量分布圖通過兩個(gè)步驟獲得：濕斜角蝕刻，然后沿晶片直徑進(jìn)行 XPS 測(cè)量。兩種斜角蝕刻輪廓是可能的：從上到下（在 HF 浴中緩慢浸入）或旋轉(zhuǎn)蝕刻機(jī)上的徑向輪廓。

結(jié)論

? ? ? 需要柵極氧化物等離子體氮化來實(shí)現(xiàn) C065 執(zhí)行器件。為了獲得穩(wěn)健的可制造性，這些柵極氧化物必須獲得良好確定的氮分布。此外，需要特別注意進(jìn)一步的氧化，以保證準(zhǔn)確的過程控制。SPM 具有特別高的氧化能力。因此，需要盡可能限制剝離。

圖 1：三重柵極氧化物（LP/GP 混合）工藝流程

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圖 2：DPN（去耦等離子氮化）

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