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一种高压MOS器件栅极氧化层制程改善方法
作 者: 许喆
导 师: 王琴;王国庆
学 校: 上海交通大学
专 业: 微电子学
关键词: 栅极氧化层 高压MOS器件 TDDB VBD 可靠性 制程改善 CMP
分类号: TN386.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 52次
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内容摘要
在0.25um以下的高阶制程中,通常使用蚀刻形成STI (Shallow Trench Isolation)浅沟槽的方式来达到元器件相隔绝的目的。由于制程能力的限制,STI浅沟槽拐角处的硅衬底与一般平坦的硅衬底的氧化速率存在差异,所以整个MOS器件的浅沟槽拐角处的氧化层厚度及平滑度是比较难控制的,这直接影响了栅极氧化层的可靠性。突出表现在TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)测试不易得到较好的结果。本课题主要介绍在厂内对0.18um EPFLASH (Embedded P-Channel Flash) CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)产品工艺进行可靠度评价后,通过对栅极氧化层VBD (Voltage to Breakdown)可靠性均匀度差的问题分析,找出工艺步骤的中的关键环节,进行多项指标监测试验,由各种条件组合下的工程试验数据的支持,得出产品在CMP (Chemical Mechanical Planarization)研磨过程后的STI高度控管的重要性的结论。最后本课题提供了一种关于高压MOS器件栅极氧化层制程的改善方法。该方法主要是通过生产线上对产品CMP研磨后STI高度的QA SPC (Statistical Process Control)控管来保证STI拐角处的氧化层厚度以及平滑度达到规定预设值,从而保证产品VBD均匀度,同时使其在TDDB测试时达到量产标准。该方法的实施有效提高了产品的良率。
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全文目录
摘要 2-3 ABSTRACT 3-9 第一章 绪论 9-15 1.1 课题研究背景 9-10 1.2 课题研究工作的主要内容及意义 10 1.3 可靠性定义 10 1.4 VLSI栅极氧化层介质的可靠性研究现状 10-13 1.5 论文的结构 13-14 1.6 本章小结 14-15 第二章 失效分析、可靠性评价方法 15-44 2.1 VLSI失效分析技术 15-16 2.2 失效分析的作用 16-17 2.3 失效分析工作的流程和通用原则 17-18 2.3.1 失效分析工作地流程 17 2.3.2 失效分析的一些原则 17-18 2.4 VLSI可靠性评价方法 18-43 2.4.1 可靠性评价机台介绍 19-36 2.4.2 可靠性评价方法 36-43 2.5 本章小结 43-44 第三章 栅极氧化层可靠性的制程改善方案分析 44-59 3.1 方案设计背景 44-45 3.2 EPFlash 0.18um工艺栅极氧化层工艺 45-50 3.2.1 硅片制造厂的分区概述 46-47 3.2.2 EPFLASH 0.18um CMOS工艺制作步骤 47-50 3.3 STI制程与栅极氧化层可靠性关系 50-52 3.3.1 STI制程简介 51-52 3.3.2 STI制程对栅极氧化层可靠性的影响 52 3.4 相关制程的比对分析 52-58 3.5 本章小结 58-59 第四章 栅极氧化层可靠性的制程改善 59-71 4.1 制程步骤顺序的实验 59-65 4.1.1 制程步骤顺序的实验设计 59-60 4.1.2 制程步骤顺序的实验结果 60-65 4.2 STI高度的实验 65-69 4.2.1 实验设计 65-66 4.2.2 STI高度的实验结果 66-69 4.3 制程改善措施 69-70 4.4 本章小结 70-71 第五章 总结与展望 71-73 5.1 论文的主要研究工作 71 5.2 课题相关之展望 71-73 参考文献 73-75 谢辞 75-78 上海交通大学学位论文答辫决议书 78-79
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 场效应器件 > 金属-氧化物-半导体(MOS)器件
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