衬垫氧化层的生长通过干法热氧化实现,即将衬底暴露在高温氧气中[P4]。
在14nm FinFET图形化模块中,垂直鳍片是通过采用先进光刻和各向异性刻蚀技术的多层硬掩模堆叠来定义的[P1][P2]。为了启动此图形化堆叠,需沉积一层稳固的氮化硅(Pad Nitride),用作刻蚀掩模和化学机械平坦化(CMP)停止层[P4]。然而,由于化学气相沉积(CVD)氮化膜具有高固有张应力,直接在裸硅衬底上沉积氮化硅会产生严重的机械应力[T1][A1]。这种高界面应力可能导致下层硅晶格产生晶体位错、缺陷扩展及裂纹[T1][P4]。为防止这种结构退化,在氮化物沉积前,先在衬底上热生长一层薄的“衬垫氧化层(Pad Oxide)”[P4]。衬垫氧化层作为关键的应力缓冲层,通过粘弹性弛豫(viscoelastic relaxation)来调节剪切应力,从而防止硅有源区出现缺陷[T1][P4]。
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