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CMOS读出电路制备工艺研究
资料介绍
1 硅衬底预处理
在硅衬底上制备信号处理电路前，需进行严格的衬底预处理工艺。首先选用<100>晶向的P型硅片，电阻率控制在1-10Ω·cm范围，厚度约为500μm。通过RCA清洗法去除表面污染物，依次使用SC1（NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5）和SC2（HCl:H2O2:H2O=1:1:6）溶液在75-80℃下各处理10分钟，形成厚度约2nm的自然氧化层。
2 隔离结构制备
采用LOCOS（Local Oxidation of Silicon）工艺实现器件隔离。首先热生长50nm厚的缓冲氧化层，再淀积100nm氮化硅层，通过光刻定义隔离区域后，干法刻蚀氮化硅和氧化层，随后在950℃湿氧环境中生长400nm厚的场氧化层，最后去除氮化硅和缓冲氧化层，形成场氧隔离结构，隔离间距控制在1.5μm以上。
3 MOS晶体管制备
3.1 栅氧生长：在850℃干氧环境中生长8nm厚的高质量栅氧化层，氧化过程中通入HCl气体以降低氧化层陷阱密度，最终氧化层击穿电压需大于10MV/cm。
3.2 多晶硅栅制备：采用LPCVD方法淀积300nm厚的掺杂多晶硅，掺杂浓度控制在1×1020cm-3，方块电阻约为20Ω/□。通过光刻和干法刻蚀形成栅极图形，刻蚀偏差控制在±0.1μm以内。
3.3 源漏区注入：N沟道晶体管采用As+离子注入，能量80keV，剂量5×1015cm-2；P沟道晶体管采用B+离子注入，能量40keV，剂量3×1015cm-2。注入后在900℃氮气环境中进行30分钟激活退火，形成浅结结构，结深控制在0.2μm左右。
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