40nm BSI CMOS Image Sensor预览

完全去除，同时不能降解下方的栅介质 [A2]。物理沉积通常依赖低压化学气相沉积（LPCVD），该工艺驱动二氯硅烷（SiH₂Cl₂）与氨气（NH₃）之间的热反应以形成固体薄膜 [T1]。在此CVD过程中，由于其特定的化学计量比和氢含量，生成的Si₃N₄薄膜会产生较高的内拉应力 [P1]。由于该薄膜作为一种极其稳健的阻挡层，且具有极小的氧扩散系数 [A2]，它能有效阻止氧气在后续热处理过程中渗透到下层区域 [A3]。此外，将此氮化物直接沉积在薄栅氧化层上而非衬底上，可减轻当氮化硅与裸硅直接接触时产生的不可接受的界面特性及高固定电荷密度问题 [T1]。相较于其他沉积方法，选择LPCVD提供了形成高可靠性、无针孔扩散阻挡层所需的卓越台阶覆盖率和结构密度 [P1]。前驱体之间的气体流量比必须经过精心调节，因为材料的化学计量比直接决定了产生的拉伸应变大小 [P1]。如果累积应变过大，应力松弛可能表现为严重的晶圆弯曲或灾难性的薄膜开裂 [P1]。此外，使用氮化硅硬掩模提供了必要的材料对比度，使在随后的硬掩模去除阶段能对二氧化硅实现高湿法或干法刻蚀选择比，从而确保下方薄栅氧化层的完好无损 [A3]。在纳米尺度技术节点，为了抑制量子力学隧穿漏电，对等效氧化层厚度（EOT）的严格控制在物理上是必要的 [P2]。任何因硬掩模受损而导致的非预期氧扩散都会改变下方薄栅氧化层的物理厚度，从而从根本上改变器件的阈值电压和驱动能力 [P2]。因此，氮化物掩模必须充当完美的阻挡层，其依赖的抗氧化机制与超薄氮化物衬垫在复杂纳米级鳍片结构中防止局部氧化所采用的机制完全相同 [A3]。此外，控制LPCVD前驱体产生的氢副产物至关重要，因为氢原子会扩散进入栅氧化层并产生电子陷阱，从而降低介质的热载流子可靠性 [P2]。