研究目的
研究CMOS器件制造中栅极图案化等离子体刻蚀的挑战与解决方案，重点关注从掺杂多晶硅/SiO2结构向双金属高k介质结构的转变。
研究成果
等离子体刻蚀对高性能器件的制造至关重要，但新材料和亚20纳米结构的引入带来了前所未有的挑战。必须开发出能以原子级精度满足尺寸控制和薄膜完整性技术要求的工艺，这涉及等离子体技术的改进、新化学制剂的研发以及与新材料的兼容性。
研究不足
该研究强调了在蚀刻过程中实现原子级精度的挑战、蚀刻工艺对掺杂水平的敏感性，以及过蚀刻步骤中最小化对底层损伤的困难。
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CMOS器件实现的等离子体刻蚀工艺 || 栅极图形化的等离子体刻蚀挑战
DOI：10.1016/B978-1-78548-096-6.50004-3
出版年份：2017
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
栅极电极的图形化是晶体管制造的关键步骤。多年来，掺杂多晶硅（pSi）一直被用作栅极金属，而二氧化硅则作为栅极介质。在沉积SiO2和pSi后，通过常规光刻和等离子体刻蚀（分别见第3章和第2章）对栅极进行图形化。每一代技术节点中，栅极长度和栅极介质厚度都在不断减小。然而当栅极氧化层厚度降至几纳米以下时，隧穿电流会显著增加。此外，高性能CMOS电路需要利用P型和N型晶体管间栅极金属的不同功函数特性?；谡庑┰颍曜嫉牟粼觩Si/SiO2结构逐渐转向双金属（N/P型晶体管采用不同金属）高k介质结构。最初通过pSi的不同掺杂实现双金属结构，如今则通过在N/P型晶体管间集成不同金属材料来实现。高k介质最初基于SiON/SiO2层，后来发展为铪基介质（如HfO2、HfSiON等）。
作者：
Maxime DARNON，Nicolas POSSEME
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