本发明专利技术公开了一种NOR闪存器件的退火工艺，该工艺包括在形成阱区的过程中，以变温的方式退火，具体为将温度从950℃降至750℃，且以较慢优选为2.5℃/Min的速度降低温度，并且退火气氛中不含氧气。本发明专利技术还公开了一种采用该工艺制作的NOR闪存器件。该发明专利技术通过单步工艺优化就能大幅度降低NOR闪存器件的静态工作电流，从而大幅度地降低NOR闪存器件的失效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及NOR闪存器件领域，尤其涉及一种NOR闪存器件的退火工艺以及采用该工艺制作的NOR闪存器件。
技术介绍
NOR闪存是市场上主要的非易失闪存技术之一。NOR闪存器件提供了高可靠性和快速读取性能，是在手机和其他电子器件中进行代码存储与直接执行的理想之选。NOR闪存器件对ICCSB(静态工作电流)的要求很高(ICCSB < 5uA,其他类似产品< 15yA)。但在NOR闪存器件的制备过程中较多的退火工艺，退火有减少应力的作用，但是退火工艺中的L温降温过程同时又会对晶片产生应力，导致器件的ICCSB比较大，造成较高的ICCSB失效率。目前基本是通过客户端更改光罩的相关电路版图设计来降低ICCSB。而通过客户端更改光罩的相关电路版图设计来降低ICCSB的缺点在于涉及到新版光罩的功能验证，需要的周期比较长，而且设计输出新的光罩，成本比较高。另外，有的客户设计能力相对薄弱，电路设计方面并不能有效的降低ICCSB。如授权公告号为CN100514607C的中国专利公开了一种快闪存储器的制作方法，包括将硅基底分为隔离区和有缘区，在有源区和隔离区交界处的硅基底中进行离子注入并对硅基底进行退火工艺，形成单元接触窗，使单元接触窗位于扩散位线中，通过这种方法控制短沟道效应从而降低静态电流。这种方法对于成本有较大的提高，并且降低静态电流的效果易受别的因素干扰。NOR闪存器件制备过程中的退火工艺对于降低静态工作电流非常重要，在形成阱区的过程中，在离子注入之后要进行退火工艺改善掺杂原子的分布情况。除此之外，在形成闪存器件的其它工艺中，如将氧化膜调整为致密氧化膜等也要使用退火步骤。目前对于退火工艺也有许多改进的措施，如公开号为CN101872746A的中国专利提出采用ND3退火，使遂穿氧化层和硅衬底界面处的悬挂键可以被硅-氘键饱和，同时不稳定的硅-氢键可以被硅-氘键取代，这样就大大提高了界面处的电学特性，进而可以提高闪存器件可靠性。但目前的退火工艺大都恒温退火方式，是以使晶片在某一温度点停留一定时间的方式进行退火，这种退火方式会在晶片中残留较多的应力，影响着静态工作电流的降低。并且目前的退火方式中退火气氛中都含有氧气，氧气的存在使晶片表面的活性提高，在退火的热处理中会增加应力，导致较高的静态工作电流。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种NOR闪存器件的退火工艺，能够解决器件较大的ICCSB造成较高的ICCSB失效率的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:一种NOR闪存器件的退火工艺，包括在半导体衬底上形成阱区，对所述阱区进行退火，其特征在于，所述退火是变温退火，即是在退火气氛下，将温度从900-100(TC中的第一温度降温至700-800°C中的第二温度，完成对所述阱区的退火，并且所述退火气氛中不含O2。进一步地，降温是从950°C降至750°C。进一步地，降温是从1000°C降至800°C。进一步地，降温是从900°C降至700°C。进一步地，降温速度为:1_5°C /Min。进一步地，降温速度优选为2.50C /Min。进一步地，对阱区进行退火的时间为40_200Min。进一步地，退火时间优选为90Min。进一步地，退火气氛为N2。进一步地，N2气氛的流量为15_18L/Min。进一步地，N2气氛为高纯氮气，具体的纯度为99.9999%。进一步地，退火是在连续炉中进行。进一步地，所述形成阱区的工艺包括首先定义出有源区，然后通过光刻和注入定义出不同功能的阱区，不同功能的阱区包括高压P/N阱区和低压P/N阱区，在定义出不同功能阱区之后的整体推阱工艺。本专利技术同时提供了采用上述退火工艺制作的NOR闪存器件。与现有技术相比，本专利技术的优点是以变温退火和使退火气氛中不含氧气这样的单步工艺优化有效降低NOR闪存器件的ICCSB，从而有效地降低NOR闪存器件的失效率，不需要更改光罩的相关电路版图设计，验证周期短且不会增加额外的成本。附图说明图1是本专利技术实施例中NOR闪存器件的退火工艺流程图。图2是本专利技术实施例中退火气氛中含氧与不含氧的NOR闪存器件的ICCSB失效率的对比图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在本专利技术实施例中，形成NOR闪存器件的工艺步骤包括:首先在半导体衬底上形成有源区如附图1中的步骤101，然后通过光刻和注入定义出不同功能的阱区如附图1中的步骤102，不同功能的阱区包括高压P/N阱区和低压P/N阱区，在定义出不同功能阱区之后进行整体推阱工艺。形成有源区的步骤可包括在半导体衬底上沉积SiN层，半导体衬底可以为硅(Si)、硅锗(SiGe)、绝缘层上覆硅(SOI)、绝缘层上覆硅锗(SG0I)、绝缘层上覆锗(G0I)。然后采用照相的方式将光罩的图案转移到晶片上，采用浅沟槽隔离(STI)刻蚀的方式蚀刻出图案，之后沉积高密度等离子体(HDP)氧化物层，再采用反向刻蚀的方式刻蚀出有源区结构，最后采用STI化学机械抛光(CMP)的方式使晶片表面平坦化。采用离子注入的方式可以形成不同功能的阱区，不同功能的阱区包括高压P/N阱区和低压P/N阱区，在定义出不同功能阱区之后进行整体推阱工艺。以上是形成闪存器件阱区的工艺，完成推阱之后为了改善掺杂原子在晶片中的分布状态，进行退火工艺，如附图1中的步骤103和104。在实施退火工艺时，为了提高退火的效果，降低ICCSB的值，进而降低失效率，本专利技术采用了如下的具体实施例:具体实施例一:退火的工艺是首先将晶片置于950°C温度中，在退火气氛下，以2.5°C /Min的降温速度将温度降至750°C，整个过程需要90Min，先以2.5°C /Min的降温速度将温度由950°C匀速降至750°C附近，如760°C左右，之后放慢降温速度，保证温度稳定达到750°C。以大量的试验研究发现，以较慢的降温速度逐步降温的方式进行退火能够减少晶片中的应力，降低器件的ICCSB，其中以2.5°C /Min的降温速度降温取得的效果最佳，测试得到器件的ICCSB值最低。实验的测试结果发现，采用2.50C /Min的降温速度进行退火得到的ICCSB值大都低于5 u A，能够满足器件性能的需要，并且可以兼顾不提高工序时长，进而不提高成本。同时发现退火温度由950°C降至750°C是一个较佳的值。退火是在连续炉中进行，采用的退火气氛为N2，其中的队流量为:一进口 N2的流量N2 (I)为2L/Min，另一进口 N2的流量N2 (2)为15_18L/Min。N2气氛为高纯氮气，具体的纯度为 99.9999%o采用高纯氮气作为退火气氛，使退火气氛中不含氧气，降低晶片表面的活性，进而降低晶片中的应力，减小ICCSB，降低ICCSB的失效率。选取了三组闪存器件的样品进行实验，每组样品中都对多个闪存器件进行ICCSB失效率的测试。对于样品组1，退火气氛中含有一定量的氧气(如氧气进口的流量为0.84L/Min);对于样品组2，退火气氛中完全不含氧气；对于样品组3，退火气氛中含有的氧气量较大。实验的测试结果发现，退火气氛中含有一定量的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种NOR闪存器件的退火工艺，包括：在半导体衬底上形成阱区，对所述阱区进行退火，其特征在于，所述退火是变温退火，即是在退火气氛下，将温度从900?1000℃中的第一温度降温至700?800℃中的第二温度，完成对所述阱区的退火,并且所述退火气氛中不含O2。
【技术特征摘要】
1.一种NOR闪存器件的退火工艺，包括: 在半导体衬底上形成阱区， 对所述阱区进行退火，其特征在于，所述退火是变温退火，即是在退火气氛下，将温度从900-100(TC中的第一温度降温至700-800°C中的第二温度，完成对所述阱区的退火，并且所述退火气氛中不含O2。2.根据权利要求1所述的退火工艺，其特征在于，所述降温是从950°C降至750°C。3.根据权利要求1所述的退火工艺，其特征在于，所述降温是从1000°C降至800°C。4.根据权利要求1所述的退火工艺，其特征在于，所述降温是从900°C降至700°C。5.根据权利要求1-4中任一项所述的退火工艺，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，黄兆兴，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。