本发明专利技术涉及半导体制备工艺，提供一种低压金属栅互补金属氧化物半导体及其制备方法，用以提高低压金属栅互补金属氧化物半导体的产品质量，降低产品报废率。该方法为：在制作低压金属栅互补金属氧化物半导体的过程中，在沉积介质层之前，增加了一层起铺垫作用的热氧化层，由于热氧化层的缓冲，有效减小了介质层与N型硅衬底的硅片表面的应力，降低了该硅片表面的电荷密度，有效提升了N型硅衬底上制作的NMOS及PMOS阈值电压的稳定性，从而提高了硅片的成品质量，进而显著了降低了硅片报废率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制备工艺，特别涉及。
技术介绍
传统工艺中，广泛使用的I. 5V低压金属栅金属氧化物半导体如图I所示，当栅氧厚度为500埃以下时(例如，350埃)，晶片P型区域介质层的厚度和栅氧厚度一样也是500埃以下(例如，350埃)；介质层过薄，经过后续金属蚀刻工艺，介质层会被完全蚀刻干净，甚至会蚀刻到硅衬底，导致硅衬底表面损伤，使整个电路漏电。为解决上述问题，参阅图2所示，目前通常采用的制备方法为在硅衬底上做完P型阱工艺，N型金属氧化物半导体(简称NM0S)源漏工艺，P型金属氧化物半导体(简称 PM0S)源漏工艺后，将硅衬底的晶片表面氧化层完全去除，用低压汽相淀积设备(LPCVD)，对正硅酸乙酯(TEOS)进行热分解，形成二氧化硅，从而在经过上述工艺后的硅衬底表面淀积一层200埃左右的氧化层，经过900度高温致密，作为最终的介质层。这样，可以防止硅衬底表面在后续金属蚀刻工艺中被损伤，从而导致整个电路漏电。然而，采用上述方法制备的低压金属栅金属氧化物半导体，在淀积的介质层(二氧化硅)与硅衬底的晶片表面(硅)内有很多不饱和键及断键，这样，在晶片表面会造成固定电荷累积，从而导致对PMOS及NMOS性能起决定性作用的阈值电压参数不稳定，即片内阈值电压均匀性差，甚至会导致晶片因阈值电压超出规范而报废。实际应用中，根据长期生产统计，采用现有制备工艺流程生产的低压金属栅金属氧化物半导体大约有I. 5%的报废率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种低压金属栅互补金属氧化物半导体的制备方法，用以提高低压金属栅互补金属氧化物半导体的产品质量，降低产品报废率。本专利技术实施例提供一种方法包括—种低压金属栅互补金属氧化物半导体的制备方法，包括采用金属加工工艺制作N型硅衬底，并在所述N型硅衬底上形成P型阱区；采用N型金属氧化物半导体NMOS源漏工艺在N型硅衬底的P型阱区上制作NMOS源区和漏区；以及采用P型金属氧化物半导体PMOS源漏工艺在N型硅衬底的非P型阱区上形成NMOS源区和漏区的N型硅衬底上制作PMOS源区和漏区；在制作了 NMOS和PMOS的N型硅衬底的表面制作热氧化层及介质层。一种低压金属栅互补金属氧化物半导体，包括N型硅衬底，所述N型硅衬底上具有P型阱区；N型金属氧化物半导体NMOS源区和漏区，设置在所述N型硅衬底的P型阱区；P型金属氧化物半导体PMOS源区和漏区，设置在所述N型硅衬底的非P型阱区；热氧化层，设置在所述N型硅衬底上，覆盖所述NMOS源区和漏区，以及所述PMOS源区和漏区；介质层，设置在所述N型硅衬底上，覆盖所述热氧化层。本专利技术实例中，在制作低压金属栅互补金属氧化物半导体的过程中，在沉积介质层之前，增加了一层起铺垫作用的热氧化层，由于热氧化层的缓冲，有效减小了介质层与N型娃衬底的娃片表面的应力，降低了该娃片表面的电荷密度，有效提升了 N型娃衬底上制作的NMOS及PMOS阈值电压的稳定性，从而提高了硅片的成品质量，进而显著了降低了硅片报废率。附图说明图I为现有技术下在低压金属栅互补金属氧化物半导体制备工艺中获得的第一娃片结构不意图；图2为现有技术下在低压金属栅互补金属氧化物半导体制备工艺中获得的第二 娃片结构不意图；图3为本专利技术实施例中低压金属栅互补金属氧化物半导体制备流程图；图4为本专利技术实施例中在低压金属栅互补金属氧化物半导体制备工艺中获得的第一娃片结构不意图；图5为本专利技术实施例中在低压金属栅互补金属氧化物半导体制备工艺中获得的第二硅片结构示意图；图6为本专利技术实施例中在低压金属栅互补金属氧化物半导体制备工艺中获得的第三硅片结构示意图；图7为本专利技术实施例中在低压金属栅互补金属氧化物半导体制备工艺中获得的第四硅片结构示意图。具体实施例方式为了提高低压金属栅金属氧化物半导体的成品质量，降低报废率，本专利技术实施例中，在低压金属栅金属氧化物半导体制造工艺中，在淀积介质层前增加一层热氧化层，由于热氧化层是晶片表面硅与氧气在高温下反应生成的二氧化硅，因此晶片表面硅与二氧化硅的结合键要好于淀积的氧化层，因而，固定电荷密度也小于淀积的氧化层，从而令PMOS及NMOS的阈值电压稳定性明显提高，片内均匀性也明显改善，可以有效解决阈值电压异常引起的产品报废问题。下面结合附图对本专利技术优选的实施方式进行详细说明。参阅图3所示，本专利技术实施例中，制备低压金属栅金属氧化物半导体的详细流程如下步骤I :在硅衬底表面进行N型磷离子注入，调节N型磷离子浓度，形成N型硅衬。本专利技术实施例中，优选地，硅衬底采用的硅片(初始材料片)为掺杂磷的6寸N型<100>晶向硅衬底片，电阻率规格为4-7ohm. Cm。步骤2 :在N型硅衬底的硅片表面采用热反应生长氧化层，较佳的，氧化层的厚度为1500埃。步骤3 :在N型硅衬底的指定位置形成P型阱区。步骤4 :将已沉积的氧化层去除后，在硅片表面采用热反应生长牺牲氧化层，较佳的，牺牲氧化层的厚度为300埃。本实施例中，步骤1-4与传统工艺相同。步骤5 :采用NMOS (N型金属氧化物半导体)源漏工艺在经步骤1_4后的N型硅衬底的P型阱区上制作NMOS源区和漏区。本实施例中，步骤5的具体执行方式如下首先，采用光刻工艺使用NMOS掩膜板对N型硅衬底进行光刻，形成NMOS的源区和漏区，NMOS的源区和漏区的具体位置如图4所示，其中，N+是在制作NMOS的源区和漏区时注入的材料，P+是隔离电极。其次，在NMOS源区和漏区中注入磷离子，此步骤中注入的磷离子未在图4中标注。本实施例中，因后续步骤中增加了一步热制程，NMOS会发生浓度变化，因此，NMOS中磷离子的注入剂量需要重新确定，较佳的，磷(P)离子的注入能量及剂量为50Kev，5E15ion/cm2，其中，剂量由优化实验得到，可以采用的取值分别为4. OE15ion/cm2,5.OE15ion/cm2或6. OE15ion/cm2,具体的剂量由NMOS掺杂阻值结果确定；最后，采用干法加湿法去除光刻工艺中遗留的光刻胶。 具体为使用桶式刻蚀机，通入氧气，利用产生的氧气等离子体与光刻胶反应，进行干法去胶20分钟，之后将硅片放入120度硫酸槽内，30分钟后将硅片表面光刻胶去除，冲水旋干。步骤6 :采用PMOS (P型金属氧化物半导体)源漏工艺在形成NMOS源区和漏区的N型硅衬底的非P型阱区上制作PMOS源区和漏区。本实施例中，步骤6的具体执行方式如下首先，采用光刻工艺使用PMOS掩膜板对N型硅衬底的非P型阱区的指定位置进行光刻，形成PMOS的源区和漏区，PMOS的源区和漏区的具体位置如图4所示，其中，P+是在制作NMOS的源区和漏区时注入的材料，N+是隔离电极。其次，在PMOS源区和漏区中注入硼离子，此步骤中注入的硼离子未在图4中标注。本实施例中，因增加了一步热制程，PMOS会发生浓度变化，因此，PMOS中硼离子的注入剂量需要重新确定，较佳的，硼离子(B+)的注入能量及剂量为30KeV，1.2E14ion/cm2，其中，剂量由优化实验得到，可以采用的取值分别为4. 0E15ion/cm2、5. OE15ion/cm2或6.0E15ion/cm2，具体的剂量由PMOS掺杂阻值结果确定。最后，采用干法加湿法去除光刻工艺中遗留的光刻胶。具体为使用桶式刻蚀机，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低压金属栅互补金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，包括：采用金属加工工艺制作N型硅衬底，并在所述N型硅衬底上形成P型阱区；采用N型金属氧化物半导体NMOS源漏工艺在N型硅衬底的P型阱区上制作NMOS源区和漏区；以及采用P型金属氧化物半导体PMOS源漏工艺在N型硅衬底的非P型阱区上形成NMOS源区和漏区的N型硅衬底上制作PMOS源区和漏区；在制作了NMOS和PMOS的N型硅衬底的表面制作热氧化层及介质层。
【技术特征摘要】
1.一种低压金属栅互补金属氧化物半导体的制备方法，其特征在于，包括 采用金属加工工艺制作N型硅衬底，并在所述N型硅衬底上形成P型阱区； 采用N型金属氧化物半导体NMOS源漏工艺在N型硅衬底的P型阱区上制作NMOS源区和漏区；以及采用P型金属氧化物半导体PMOS源漏工艺在N型硅衬底的非P型阱区上形成NMOS源区和漏区的N型硅衬底上制作PMOS源区和漏区； 在制作了 NMOS和PMOS的N型硅衬底的表面制作热氧化层及介质层。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，采用N型金属氧化物半导体NMOS源漏工艺在N型硅衬底上制作NMOS源区和漏区，包括 采用光刻工艺使用NMOS掩膜板对N型硅衬底进行光刻，形成NMOS的源区和漏区 在NMOS源区和漏区中注入磷离子； 采用干法加湿法去除光刻工艺中遗留的光刻胶。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在NMOS源区和漏区中注入的磷离子的剂量为-A. 0E15ion/cm2、5. OE15ion/cm2 或 6. 0E15ion/cm2。4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，采用P型金属氧化物半导体PMOS源漏工艺在N型硅衬底上制作NMOS源区和漏区，包括 采用光刻工艺使用PMOS掩膜板对N型硅衬底进行光刻，形成PMOS的源区和漏区； 在PMOS源区和漏区中注入硼离子； 采用干法加湿法去除光刻工艺中遗留的光刻胶。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在PMOS源区和漏区中注入的硼离子的剂量为 4. 0E15ion/cm2、5. OE15ion/cm2 或 6. 0E15ion/cm2。6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在制作了NMOS和PMOS的N型硅衬底的表面制作热氧化层及介质层，包括 在制作...
【专利技术属性】
技术研发人员：李如东，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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