alias: bird’s beak,鸟嘴效应
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在传统的硅的局部氧化(LOCOS)过程中,当氧扩散穿越已生长的氧化物时,它也会在其它方向上扩散。一些氧原子纵向扩散进入硅,另一些氧原子横向扩散,这样就造成氮化物掩膜下有着轻微的侧面氧化生长。由于氧化层比消耗的硅更厚,所以在氮化物掩膜下的氧化生长会装氮化物的边缘抬高。这种现现被称为 “鸟嘴效应”(bird’s beak)。
它是 LOCOS 工艺中一种不好的现象,而且氧化物越厚,“鸟嘴效应”更显著。通常会在氮化物和硅之间生长一层薄氧化层,称之为垫氧 (pad oxide), 这样可以有效的减小氮化物掩膜和硅之间的应力。另外采用(111)晶向的 P 沟工艺比采用(100)晶向的 N 沟工艺有更短的“鸟嘴”;若 SiO2 膜加厚,则可减小缺陷,但“鸟嘴” 就增大。
- 在同等工艺的情况下,鸟嘴的尺寸是不会有太大改变的,所以,当尺寸变小时,鸟嘴部份就会吃掉很多 isolation 的空间,所以必须通过工艺的改变来缩小鸟嘴,但还是有一定限度的,所以不会随尺寸的缩小无限收缩鸟嘴大小
- 以上说的是鸟嘴,那么当鸟嘴已不能再缩时,收缩 space 的唯一办法就是把 nitride 之间的 space 做的很小,这样 total isolation space ~ nitride space + 2 * 鸟嘴。可是这样做的后果就是,当 nitride space 太小时,通过 locos 长的 field oxide 会长不厚,直接导致 field isolation fail, 即场开启电压不能符合要求。
- 现在的 STI 工艺,就克服了 field oxide thinning 的问题,当然,sti depth 是变得越来越深了,space 也是越来越小了,可是机台方面的发展似乎还能应付尺寸缩小时的要求