改善器件可靠性的方法技术

本发明专利技术提供一种改善器件可靠性的方法，提供衬底，在衬底上形成有

【技术实现步骤摘要】
改善器件可靠性的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种改善器件可靠性的方法
。

技术介绍

[0002]由于
28nm
技术节点的中
、
高压器件区器件电压高；栅氧较厚
(
大于
180
埃
)
，无法用
ISSG(
原位水汽生长
)
一步生长大于
150
埃的栅氧化层，故生长采用
ISSG
和
HTO(
高温氧化
)
工艺，由于
HTO
形成的氧化层相较于热氧化工艺
(
例如
ISSG
工艺
)
差很多，同时
HTO
工艺之后的栅氧界面陷阱缺陷明显增大，器件可靠性测试
NBTI(
负偏压不稳定性测试
)
结果不能满足器件需求，急需提升器件可靠性
。
[0003]为解决上述问题，需要提出一种新型的改善器件可靠性的方法
。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改善器件可靠性的方法，用于解决现有技术中栅氧较厚
(
大于
180
埃
)
，无法用
ISSG(
原位水汽生长
)
一步生长大于
150
埃的栅氧化层，故生长采用
ISSG
和
HTO(
高温氧化
)
工艺，由于
HTO
形成的氧化层相较于热氧化工艺
(
例如
ISSG
工艺
)
差很多，同时
HTO
工艺之后的栅氧界面陷阱缺陷明显增大，器件可靠性测试
NBTI(
负偏压不稳定性测试
)
结果不能满足器件需求，急需提升器件可靠性的问题
。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种改善器件可靠性的方法，包括：
[0006]步骤一
、
提供衬底，在所述衬底上形成有
STI
以定义出有源区，所述有源区上需形成目标厚度的栅氧化层；
[0007]步骤二
、
利用
HTO
氧化工艺在所述衬底上的所述有源区上形成第一氧化层，所述第一氧化层的厚度为第一厚度；
[0008]步骤三
、
利用
ISSG
退火工艺在所述第一氧化层上形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度为第二厚度，使得所述第一
、
二氧化层的总厚度为所述目标厚度
。
[0009]优选地，步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅
(SOI)
衬底
。
[0010]优选地，步骤一中的所述有源区为中压器件或高压器件的有源区，其上需形成厚度大于
180
埃的所述栅氧化层
。
[0011]优选地，步骤二中所述第一厚度为0至
200
埃
。
[0012]优选地，步骤二中所述
HTO
氧化工艺的工艺条件为：采用
H2SiCl2
和
N2O
的气体氛围，压力为0～
15Torr
，温度为
650
至
1000℃
，时间为1至3小时
。
[0013]优选地，步骤三中所述第二氧化层的厚度为0至
50
埃
。
[0014]优选地，步骤三中所述
ISSG
退火工艺的工艺条件为：采用
O2
和
H2
的气体氛围，压力为0至
10Torr
，温度为
800
至
1100℃
，时间为0至
60S。
[0015]优选地，步骤三中的所述
ISSG
退火工艺用于形成所述第二氧化层以及用于所述第一氧化层的快速退火
。
[0016]优选地，步骤二中形成所述第一氧化层之前，还包括对所述衬底的表面进行预清洁处理
。
[0017]如上所述，本专利技术的改善器件可靠性的方法，具有以下有益效果：
[0018]本专利技术改善了器件的
NBTI
效应，改善了器件可靠性
。
附图说明
[0019]图1显示为本专利技术的工艺流程示意图；
[0020]图2显示为本专利技术的不同工艺表面陷阱电荷密度对比示意图
。
具体实施方式
[0021]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效
。
本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变
。
[0022]请参阅图1，本专利技术提供一种改善器件可靠性的方法，包括：
[0023]步骤一
、
提供衬底，在衬底上形成有
STI
以定义出有源区，有源区上需形成目标厚度的栅氧化层；
[0024]在本专利技术的实施例中，步骤一中的衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅
(SOI)
衬底
。SOI
衬底包括位于作为
SOI
衬底的有源层的薄半导体层下方的绝缘体层
。
有源层的半导体和块状半导体通常包括晶体半导体材料硅，但也可以包括一种或多种其他半导体材料，诸如锗
、
硅锗合金
、
化合物半导体
(
例如，
GaAs、AlAs、InAs、GaN、AlN
等
)
或其合金
(
例如，
GaxAl1
‑
xAs、GaxAl1
‑
xN、InxGa1
‑
xAs
等
)、
氧化物半导体
(
例如，
ZnO、SnO2、TiO2、Ga2O3
等
)
或其组合
。
半导体材料可以是掺杂的或未掺杂的
。
可以使用的其他衬底包括多层衬底
、
梯度衬底或混合取向衬底
。
[0025]在本专利技术的实施例中，步骤一中的有源区为中压器件或高压器件的有源区，其上需形成厚度大于
180
埃的栅氧化层
。
需要说明的是，此处也可以是其他类型的需形成较厚栅氧化层器件区
。
[0026]步骤二
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善器件可靠性的方法，其特征在于，至少包括：步骤一
、
提供衬底，在所述衬底上形成有
STI
以定义出有源区，所述有源区上需形成目标厚度的栅氧化层；步骤二
、
利用
HTO
氧化工艺在所述衬底上的所述有源区上形成第一氧化层，所述第一氧化层的厚度为第一厚度；步骤三
、
利用
ISSG
退火工艺在所述第一氧化层上形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度为第二厚度，使得所述第一
、
二氧化层的总厚度为所述目标厚度
。2.
根据权利要求1所述的改善器件可靠性的方法，其特征在于：步骤一中的所述衬底包括块状半导体衬底或绝缘体上硅
(SOI)
衬底
。3.
根据权利要求1所述的改善器件可靠性的方法，其特征在于：步骤一中的所述有源区为中压器件或高压器件的有源区，其上需形成厚度大于
180
埃的所述栅氧化层
。4.
根据权利要求3所述的改善器件可靠性的方法，其特征在于：步骤二中所述第一厚度为0至
200
埃
。5.
根据权利要求4所述的改善器件可靠性的方法，其特征在于：步骤二中所述

【专利技术属性】
技术研发人员：邓韬，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：