對于先進(jìn)的DRAM芯片，多晶硅、硅化鎢、鎢氮化和鎢（多晶硅/WSix/WN/W）堆積是常用的柵/數(shù)據(jù)線；鎢氮化物、鎢（WN/W）堆積被用于位線。最先進(jìn)的DRAM芯片采用埋數(shù)據(jù)線(BWL)技術(shù)，它采用TiN/W堆積于陣列晶體管的柵極和數(shù)據(jù)線；多晶硅/WS《/WN/W置于位線和外圍晶體管的柵電極。下圖所示的配套系統(tǒng)可用于沉積多晶硅／WSix/WN/W，有4個(gè)反應(yīng)室一次進(jìn)行淀積過程。

單晶圓的多晶硅沉積主要在10~200Torr的低壓下采用硅烷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，沉積時(shí)的溫度為550℃、750℃，沉積速率可高達(dá)2000?/mm。干式清潔系統(tǒng)中通常使用HCI移除沉積在反應(yīng)室內(nèi)壁上的多晶硅薄膜，這將有助于減少微粒物的產(chǎn)生。

氮化硅沉積

氮化硅是一種致密的材料，在IC芯片上廣泛用于擴(kuò)散阻擋層。硅局部氧化形成過程中，用氮化硅作為阻擋氧氣擴(kuò)散的遮蔽層見下圖。因?yàn)榈璧难心ニ俾时任磽诫s的硅玻璃低，因此淺槽隔離形成中，氮化硅也作為化學(xué)機(jī)械研磨（GMP）的停止層（見下圖）。

氮化硅也可以用于形成側(cè)壁空間層、氧化物側(cè)壁空間層的刻蝕停止層或空間層。一般情況下，在金屬沉積之前，電介質(zhì)層（PMI)）摻磷硅玻璃或硼磷玻璃沉積過程時(shí)，將首先沉積氮化硅層作為摻雜物的擴(kuò)散阻擋層，從而可以防止硼或磷穿過超薄柵氧化層進(jìn)人硅襯底造成元器件損傷。氮化硅阻擋層也可以作為自對準(zhǔn)工藝的刻蝕停止層（見下圖）。

這些氮化物可以通過LPCVD工藝形成。對于擴(kuò)散阻擋層氮化物，先進(jìn)的IC芯片制造考慮熱積存問題，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD），因?yàn)镻ECVD反應(yīng)需要的溫度明顯低于LPCVDO一些先進(jìn)的CMOS集成電路芯片使用氮化應(yīng)變，對PMOS和NMOS溝道形成應(yīng)變。對于雙軸應(yīng)變技術(shù)，采用PECVD氮化物的壓應(yīng)力形成PMOS溝道壓縮應(yīng)變；利用LPVCD的拉應(yīng)力形成NMOS拉伸應(yīng)變溝道。

銅金屬化過程中，氮化硅薄層通常作為金屬層間電介質(zhì)層(IMD）的密封層和刻蝕停止層。而厚的氮化硅則用于作為IC芯片的鈍化保護(hù)電介質(zhì)層（Passive Dielectric，(PD)。下圖顯示了氮化硅在銅芯片中作為金屬沉積前的電介質(zhì)層（PMI)）、金屬層間電介質(zhì)層（IMD）和鈍化保護(hù)電介質(zhì)層（PD）的應(yīng)用情況。

第一次鋁合金金屬層沉積完成后ic芯片金屬，晶圓就不能在超過450℃的溫度下進(jìn)行任何工藝操作，所以大多數(shù)金屬層間電介質(zhì)（IMD）和鈍化保護(hù)電介質(zhì)（PD）的氮化硅沉積過程都在4開℃左右的溫度下通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）進(jìn)行薄膜生長。PECVD可以在相對低的溫度下獲得高的沉積速率，這是由于等離子體產(chǎn)生的自由基將在很大程度上增加化學(xué)反應(yīng)速率。PECVD工藝將在后面討論。

與PECVD生長的氮化硅相比，LPCVD生長的氮化硅薄膜具有好的質(zhì)量及較少的含氫量ic芯片金屬，因此LPCVD工藝被廣泛用于沉積局部氧化的氮化硅、淺溝槽隔離氮化硅、空間層氮化硅，以及金屬沉積前電介質(zhì)層（PMI)）氮化硅阻擋層。此外，LPCVD氮化硅工藝不容易產(chǎn)生等離子體所引起的元器件損壞問題，這一點(diǎn)在PECVD工藝中無法避免。

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文章由啟和科技編輯