基于微纳科研平台工艺验证的微米级标准CMOS 关键工艺仿真
2023-08-03王峥杰徐丽萍凌天宇瞿敏妮权雪玲乌李瑛程秀兰
王峥杰,徐丽萍,凌天宇,瞿敏妮,权雪玲,乌李瑛,程秀兰
(1.上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240;2.上海交通大学先进电子材料与器件校级平台,上海 200240)
1 引言
定义CMOS 标准工艺和器件对于评估微纳加工实验室的工艺性能、工艺稳定性及监测工艺设备污染是非常必要的。国内的相关科研平台依赖先进的工艺设备,大多拥有较强的单步工艺加工能力,但因离子注入等关键设备的缺失及CMOS 标准工艺的复杂性,对全流程CMOS 标准工艺和器件的研究鲜有涉及。但是,国外不少著名科研平台经过多年的工艺积累,已形成了若干代的CMOS 标准工艺。例如,加州大学伯克利分校的微纳米加工实验室于2000 年报告了基于4 英寸晶圆的1.3 μm CMOS 工艺流程[1],于2002 年进一步开发了基于6 英寸晶圆的1 μm CMOS 标准工艺[2],于2005 年成功加工制造出0.35 μm 的CMOS 工艺器件[3],并于2007 年、2009 年和2012 年分别对上述0.35 μm CMOS 工艺做了不同程度的改进[4-6]。
本文对基于上海交通大学先进电子材料与器件平台(AEMD 平台)1 μm 双阱双层金属的CMOS 标准工艺项目中的关键器件与工艺进行仿真。该CMOS 标准工艺项目主要包括关键工艺测试结构和标准器件的设计、制造流程的设计与验证、加工制造以及测试。其中,测试结构用于设备、电路和工艺参数的提取以及随机故障和可靠性测试[7],标准器件用于在制造加工完成后对项目成果的检验。仿真包括提取器件和工艺流程中的主要参数,设计仿真测试结构以模拟器件特性,采用控制变量法优化场注入和沟道调节注入中的注入剂量和能量等工艺参数,力求从多方面验证工艺的可行性。……
