矽柵自對準工藝（silicon gate self-aligned technology） 是製作矽柵場效應電晶體的一種新工藝。自對準工藝是先在生長有柵氧化膜的矽單晶片上澱積一層多晶矽，然後在多晶矽上刻蝕出兩個擴散視窗，雜質經視窗熱擴散到矽單晶片內，形成源和漏擴散區，同時形成導電的多晶矽柵電極，其位置自動與源和漏的位置對準。
基本介紹
- 中文名：矽柵自對準工藝
- 外文名：silicon gate self-aligned technology
- 製作：矽柵場效應電晶體
- 目的：減小柵電容、降低閾儀電壓
- 別稱：擴散自對準工藝
- 學科：電子工程
簡介,工藝流程,優點,
簡介
在製作通常的金屬-氧化物-半導體(MOS)場效應電晶體時，至少要進行兩次光刻：第一次是在二氧化矽膜上刻蝕出“源”和“漏”的擴散窗；第二次是在晶片上生長新的二氧化矽層之後，刻蝕出“柵”區的位置。由於柵極在“源”和“漏”之間，而“源”和“漏”之間的距離很小(總是希望越小越好，以提高頻率)，因此，在進行第二次光刻時，就必須和第一次光刻掩膜的位置精確對準，否則，做出來的柵極(鋁柵)就可能和“源”或“漏”銜接不上，電晶體無法工作。為了避免這一現象，第二次光刻時，便有意識地將柵極的寬度留得稍大些，使柵極的兩邊能覆蓋上一點“源”區和“漏”區。但是，這樣一來，就使柵電容增大，電晶體的閾值電壓提高，開關速度降低。
工藝流程
矽柵自對準工藝是：先在一塊有二氧化矽膜的單晶矽片上澱積一層多晶矽，然後在多晶矽上刻蝕出兩個擴散視窗。當雜質經兩視窗擴散到單晶矽內形成“源”和“漏”的同時，多晶矽“柵”極(矽柵)也就自動形成了。因為此工藝過程只需一次光刻，就可同時形成“源”、 “漏”、 “柵”，而且柵極的位置是隨著刻蝕。“源”、“漏”。的擴散視窗而自動與“源”、“漏”的位置對準的，因而稱為矽柵自對準工藝，有時也稱為擴散自對準工藝。
優點
矽柵除了使閾值電壓降低外，還具有可經受其後的高溫工藝的優點，這也是鋁柵所不能相比的．如果實現柵極自對準，則其上又可多做一層互連引線，這樣不僅可提高電路速度，而且也提高了電路的集成密度，增大了版圖設計的靈活性。
矽柵工藝由於柵氧化生長後立即生長多晶矽，然後又覆蓋一厚氧化膜才開窗孔，避免了鋁柵MOS中在柵氧化後進行刻孔所帶來的針孔和引入的沾污，從而可大大提高電路的成品率和可靠性
矽柵自對準工藝的優點是過程簡單(只需一次光刻)，“柵”和“源”、“漏”的位置能自動鋁柵精確對準，從而可達到減小柵電容、降低閾儀電壓、大大提高電晶體的開關速度的目的。
