书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：氮化栅氧化物的表面制备挑战
编号：JFKJ-21-
作者：炬丰科技
关键词：氮化氧化物、三重栅极氧化物、氮浓度分布
介绍
最先进的65nm栅极氧化物通常被氮化以减少泄漏并增加k值。将它们集成到65纳米三栅极氧化物流中是一个真正的挑战。关键是控制入膜的氮浓度峰值位置。实际上，掺入的氮对所有种类的氧化都非常敏感，尤其是湿式操作。
结果与讨论
某些器件需要在同一芯片上集成三重栅极氧化物（图1）。第一个专用于输入/输出功能。第二个，LP（低功耗）用于低电流消耗，最后一个，GP（通用）用于高速应用。使用了几个湿法处理步骤并与LP栅极氧化物相互作用。这些氧化物是通过快速热氧化、等离子体氮化和PNA（氮化后退火）产生的（图2）。
必须严格控制三个主要参数才能获得可重现和准确的设备性能：厚度、氮深度分布和含量。虽然氮位于90nm节点中的氧化物衬底界面处，但它在65nm节点中更靠近顶部表面，以防止任何NBTI问题（图3）。
这些剂量分布图通过两个步骤获得：湿斜角蚀刻，然后沿晶片直径进行XPS测量。两种斜角蚀刻轮廓是可能的：从上到下（在HF浴中缓慢浸入）或旋转蚀刻机上的径向轮廓。
结论
需要栅极氧化物等离子体氮化来实现C执行器件。为了获得稳健的可制造性，这些栅极氧化物必须获得良好确定的氮分布。此外，需要特别注意进一步的氧化，以保证准确的过程控制。SPM具有特别高的氧化能力。因此，需要尽可能限制剥离。