【半导体先进工艺制程技术系列】SOI技术（下）
时间：2023-09-09 07:07:00
SOI技术简介、SIMOX技术、BESOI技术、Smart-Cut技术详见：【半导体先进工艺技术系列】SOI技术(上)
PD-SOI详见技术、翘曲效应、寄生双极晶体管效应、自加热效应、体接触：【半导体先进工艺技术系列】SOI技术(中)
FD-SOI工艺技术
PD-SOI不仅有浮体效应，还有浮体效应SOI工艺技术发展到纳米级，PD-SOI设备的短沟效应越来越严重FD-SOI装置，当装置在饱和区工作时，硅膜完全耗尽，源与体之间的势垒很小，空穴易于在源区复合而不积累，因此浮体效应FD-SOI设备的影响很小，另外FD-SOI设备源漏极的薄结深可降低源漏极耗尽层横向扩散的宽度，从而有效抑制短沟效应，FD-SOI纳米工艺广泛应用于设备。
FD-SOI除了改善浮体效应和短沟效应外，还有许多其他优点，包括独特的背偏置能力、低电源电压（最小电源电压接近阈值电压，可达0.4V），泄漏电流低，寄生电容低，抗辐射能力强，晶体管匹配性强，设备工作速度快。这些优点使FD-SOI应用于智能手机处理器、自动驾驶芯片、物联网芯片、通信收发器和汽车电子。
FD-SOI工艺流程
FD-SOI工艺技术与MOSFET平面工艺工艺兼容，FD-SOI工艺技术的前期工艺采用先栅HKMG而应变硅技术，后期仍是大马士革结构的铜工艺。
1.SOI衬底制备。
2.淀积SiO2和Si3N4.通过光刻和刻蚀形成STI；
3.通过HDP CVD淀积SiO2，然后通过CMP平坦化；
4.去除SiO2和Si3N4.光刻和离子注入形成NW和PW；
5.通过光刻和刻蚀去除NW和PW接触氧化埋层；
6.通过选择性外延生长PW和NW的接触区；
7.淀积SiON，HfSiON，La2O3和TiN金属覆盖层；
8.通过光刻和刻蚀去除PMOS网格介质层的区域；
9.淀积SiON，HfSiON，Al2O3和TiN通过光刻和刻蚀去除金属覆盖层NMOS网格介质层区域二次积累；
10.多晶硅栅极的积累。
11.通过LPCVD淀积SiO2和SiON硬掩膜层；
12.硬掩膜层通过光刻和刻蚀形成；
13.通过刻蚀形成栅极；
14.淀积SiO2和Si3N四、隔离侧墙通过刻蚀形成；
15.通过光刻和离子注入形成LDD结构；
16.淀积SiO2，Si3N4和SiO二、二次隔离侧墙通过刻蚀形成；
17.利用LPCVD淀积一层的SiO作为氧化层SiGe延伸生长的阻挡层；
18.通过光刻和刻蚀去除NMOS区域的SiO二氧化层。然后在n有源区形成凹槽，采用选择性回刻技术刻蚀硅衬底；
19.应变硅材料通过外延生长形成SiCn型有源区；
20.利用LPCVD淀积一层的SiO作为氧化层SiGe延伸生长的阻挡层；
21.通过光刻和刻蚀去除PMOS区域的SiO二氧化层。然后在p有源区形成凹槽，采用选择性回刻技术刻蚀硅衬底；
22.应变硅材料通过外延生长形成SiGep型有源区；
23.形成Salicide。
FD-SOI工艺技术是利用外延生长技术使源和漏有源区同时凸起源和漏混合FD-SOI有源区的厚度很薄。通过外延生长技术，可以增加有源区的厚度和表面积，形成更厚的Salicide，降低源与漏的接触电阻。在PMOS漏源和漏源区外延生长SiGe应变材料和在NMOS源与漏区外延生长SiC应变材料可以在设备通道中产生应力，提高载流子的速度，最终提高FD-SOI设备的速度。
