一种提高P沟道金属氧化半导体的崩溃电压的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高ＰＭＯＳ的崩溃电压的方法，在离子注入掺杂工艺中，离子注入后需进行快速热退火处理，在至少一次快速热退火过程中，通入氧气。本发明专利技术在快速热退火过程中，通入氧气，可有效提升ＰＭＯＳ的崩溃电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造技术，特别是指一种在快速热退火(RTA)过 程中通氧气以提高P沟道金属氧化半导体(PMOS)的崩溃电压的方法。
技术介绍
在通常情况下，反向偏置的PN结中只产生很小的恒定的漏电流。但当 反向电压超过某个特定的值，也即崩溃电压(BKV， BREAKDOWN VOLTAGE)后，PN结会产生大电流，从而引起反向导通，这即是所谓的崩 溃。显然，崩溃电压越大，电子器件的性能越好。崩溃电压与电子器件制作时的离子注入掺杂工艺密切相关。在集成电路 制造工艺中，通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的半导体区域，形成各 种器件结构。离子注入掺杂是一种掺杂技术，分为两个步骤离子注入和退 火再分布。通常，离子注入的深度较浅且浓度较大，必须重新使其再分布。 同时，由于高能粒子的撞击，导致硅结构的晶格发生损伤。为恢复晶格损伤， 在离子注入后要进行退火处理。退火处理可由快速热退火设备完成。在PMOS制程中， 一般的离子注入掺杂工艺流程如附图说明图1所示步骤101、轻掺杂离子注入； 步骤102、快速热退火；步骤103、 N型离子注入； 步骤1Q4、快速热退火； 步骤105、 P型离子注入； 步骤106、快速热退火。在离子注入掺杂工艺中，需进行三次快速热退火处理。在三次RTA过 程中，都不通入氧气。离子注入掺杂工艺完成后，测得PMOS的崩溃电压 大约是5.2V。该电压值还有待于提高，以进一步提升PMOS的性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种在快速热退火过程中通氧气以提高PMOS 的崩溃电压的方法，可有效提升PMOS的崩溃电压。本专利技术的技术方案是在离子注入掺杂工艺中，离子注入后需进行快速 热退火处理，在至少一次快速热退火过程中，通入氧气。进一步地，所述快速热退火的次数是大于或等于一次。较佳地，所述快速热退火的次数是三次。较佳地，所述通入氧气的流量是4.5 L/min。本专利技术的技术方案是在离子注入掺杂工艺中，轻掺杂离子注入、N型 离子注入、P型离子注入后皆需进行快速热退火处理，轻掺杂离子注入、N 型离子注入、P型离子注入后，在至少一次快速热退火中通入氧气。较佳地，所述通入氧气的流量是4.5L/min。作实验验证，对10片晶圓作离子注入掺杂，如三次快速热退火皆不通 入氧气，离子注入掺杂后，测得10个PMOS的崩溃电压的平均值是5.212 V;如轻掺杂离子注入后的快速热退火通入氧气，离子注入掺争后，测得10个PMOS的崩溃电压的平均值是5.357 V; N型离子注入后，测得10个 PMOS的崩溃电压的平均值是5.615V; P型离子注入后，测得10个PMOS 的崩溃电压的平均值是5.274 V;如三次快速热退火都通入氧气，离子注入 掺杂后，测得10个PMOS的崩溃电压的平均值是5.955 V。由以上数据可 知，在任何一次快速热退火中通氧气，都会不同程度地提升崩溃电压。三次 快速热退火都通入氧气，能最大程度地提升崩溃电压。附困说網图1是现有的离子注入掺杂工艺流程图；图2是本专利技术的离子注入掺杂工艺的具体实施例的流程图；具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。本专利技术的离子注入掺杂工艺的具体实施方式如图2所示步骤201、轻掺杂离子注入；步骤202、通入氧气，进行快速热退火；步骤203、 N型离子注入；步骤204、通入氧气，进行快速热退火；步骤205、 P型离子注入；步骤206、通入氧气，进行快速热退火。RTA的温度一般大于95(TC,如在RTA的过程中通入适量妁氧气，会 在晶風的硅表面形成一层氧化膜Si02,则会影响离子的掺杂深度。在PMOS 制程中，先制作N阱，再制作P阱。故在P型离子注入前'晶圓已完成了轻掺杂离子注入和N型离子注入。如在轻掺杂离子注入和N型离子注入后 的RTA过程中都通入氧气，则硅表面形成的Si02氧化膜会对P型离子注入 起一定的阻隔作用，使P型离子注入的深度较浅。如在P型离子注入后的 RTA过程中继续通氧气，氧气和已掺杂的硅本体再一次进行氧化反应，从而 进一步锁住了掺杂的P型离子，得到了较低的P型离子注入结果。而P型 离子注入的深度越浅，PMOS的崩溃电压越大。在本实施例中，三次RTA皆通入了氧气。本专利技术对氧气的流量没有限 制，在本实施例中，根据具体RTA设备的性能，取值为4.5L/min。当然， 也可以只在轻掺杂离子注入、N型离子注入或P型离子注入后的任一次RTA 过程中通氧气；或在轻掺杂离子注入、N型离子注入或P型离子注入后的任 两次RTA过程中通氧气，思路和本具体实施例一致。但是，经实验验证， 崩溃电压提升的效果不如本具体实施例。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用于限制本专利技术。凡在本 专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高Ｐ沟道金属氧化半导体的崩溃电压的方法，在离子注入掺杂工艺中，离子注入后需进行快速热退火处理，其特征在于，在离子注入后的至少一次快速热退火过程中，通入氧气。

【技术特征摘要】
1. 一种提高P沟道金属氧化半导体的崩溃电压的方法，在离子注入掺杂工艺中，离子注入后需进行快速热退火处理，其特征在于，在离子注入后的至少一次快速热退火过程中，通入氧气。2、 如权利要求1所述的提高P沟道金属氧化半导体的崩溃电压的方法， 其特征在于，所述快速热退火的次数是大于或等于一次。3、 如权利要求2所述的提高P沟道金属氧化半导体的崩溃电压的方法， 其特征在于，所述快速热退火的次数是三次。4、 如权利要求1所述的提高P沟道金属氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泰江，靳颖，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]