模块工艺——隔离工艺（Isolation）

集成电路是由很多晶体管组成的，各个晶体管的工作状态也不尽相同，如果不进行有效的隔离，就会形成相互干扰，集成电路就不能正常工作。所谓隔离技术，就是阻断器件有源区之间的电流和电压信号互相干扰，从而保证器件和电路正常工作的技术，通常有pn 结隔离、介质隔离，以及pn 结介质混合隔离，其中介质隔离包括局部氧化 (Local Oxidation of Silicon, LOCOS)隔离和浅槽隔离 (Shallow Trench Isolation, STI)。

最早的隔离技术是 pn 结隔离，因为加上反向偏压，pn结就能起到很好的天然隔离作用。但是，由于其需要较宽的耗尽层，面积占比和电容均较大，响应速度慢，不适用于集成电路的隔离。随着平面工艺的发展，LOCOS隔离技术开始用于实现有源区的有效隔离。它的基本工艺原理是，使用氮化硅 (Si3N4）作为硅（Si）氧化的阻挡层，在有源区之间的场区热氧化形成 SiO2介质层，然后通过热磷酸高刻蚀选择比去除 Si3N4，从而实现有源区的隔离。由于热氧化存在横向氧化，LOCOS 隔离所用面积仍然较大，自0.25um 技术代开始，STI 技术取代LOCOS隔离技术成为超大规模集成电路的主流隔离技术，如图所示。

STI的基本工艺步骤是，在需要隔离的区域上用干法刻蚀形成 300~400nm 的硅槽，然后经过氧化表面处理，沉积 SiO2，填充硅槽，最后采用 CMP 去掉表面多余的SiO2，并实现平坦化。由于 STI 区域的尺寸差异较大，对CMP 的平面化工艺有所挑战。此外，STI 的沟槽的角度和深度等都会对器件特性造成很大的影响。

随着集成电路工作速度提升至 RF 频段甚至微波频段，对各种噪声和干扰的要求越来越严，在一些区域的 STI 无法满足要求，因此深槽隔离或其他隔离方式逐渐得到了发展。

审核编辑 ：李倩