專利名稱：一種提高p溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術，特別是指一種在快速熱退火(RTA)過 程中通氧氣以提高P溝道金屬氧化半導體(PMOS)的崩潰電壓的方法。
背景技術：
在通常情況下，反向偏置的PN結(jié)中只產(chǎn)生很小的恒定的漏電流。但當 反向電壓超過某個特定的值，也即崩潰電壓(BKV， BREAKDOWN VOLTAGE)后，PN結(jié)會產(chǎn)生大電流，從而引起反向?qū)?，這即是所謂的崩 潰。顯然，崩潰電壓越大，電子器件的性能越好。崩潰電壓與電子器件制作時的離子注入摻雜工藝密切相關。在集成電路 制造工藝中，通過摻雜可以在硅襯底上形成不同類型的半導體區(qū)域，形成各 種器件結(jié)構(gòu)。離子注入摻雜是一種摻雜技術，分為兩個步驟離子注入和退 火再分布。通常，離子注入的深度較淺且濃度較大，必須重新使其再分布。 同時，由于高能粒子的撞擊，導致硅結(jié)構(gòu)的晶格發(fā)生損傷。為恢復晶格損傷， 在離子注入后要進行退火處理。退火處理可由快速熱退火設備完成。在PMOS制程中， 一般的離子注入摻雜工藝流程如

圖1所示步驟101、輕摻雜離子注入； 步驟102、快速熱退火；步驟103、 N型離子注入； 步驟1Q4、快速熱退火； 步驟105、 P型離子注入； 步驟106、快速熱退火。在離子注入摻雜工藝中，需進行三次快速熱退火處理。在三次RTA過 程中，都不通入氧氣。離子注入摻雜工藝完成后，測得PMOS的崩潰電壓 大約是5.2V。該電壓值還有待于提高，以進一步提升PMOS的性能。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供一種在快速熱退火過程中通氧氣以提高PMOS 的崩潰電壓的方法，可有效提升PMOS的崩潰電壓。本發(fā)明的技術方案是在離子注入摻雜工藝中，離子注入后需進行快速 熱退火處理，在至少一次快速熱退火過程中，通入氧氣。進一步地，所述快速熱退火的次數(shù)是大于或等于一次。較佳地，所述快速熱退火的次數(shù)是三次。較佳地，所述通入氧氣的流量是4.5 L/min。本發(fā)明的技術方案是在離子注入摻雜工藝中，輕摻雜離子注入、N型 離子注入、P型離子注入后皆需進行快速熱退火處理，輕摻雜離子注入、N 型離子注入、P型離子注入后，在至少一次快速熱退火中通入氧氣。較佳地，所述通入氧氣的流量是4.5L/min。作實驗驗證，對10片晶圓作離子注入摻雜，如三次快速熱退火皆不通 入氧氣，離子注入摻雜后，測得10個PMOS的崩潰電壓的平均值是5.212 V;如輕摻雜離子注入后的快速熱退火通入氧氣，離子注入摻爭后，測得10個PMOS的崩潰電壓的平均值是5.357 V; N型離子注入后，測得10個 PMOS的崩潰電壓的平均值是5.615V; P型離子注入后，測得10個PMOS 的崩潰電壓的平均值是5.274 V;如三次快速熱退火都通入氧氣，離子注入 摻雜后，測得10個PMOS的崩潰電壓的平均值是5.955 V。由以上數(shù)據(jù)可 知，在任何一次快速熱退火中通氧氣，都會不同程度地提升崩潰電壓。三次 快速熱退火都通入氧氣，能最大程度地提升崩潰電壓。附困說網(wǎng)圖1是現(xiàn)有的離子注入摻雜工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的離子注入摻雜工藝的具體實施例的流程圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。本發(fā)明的離子注入摻雜工藝的具體實施方式
如圖2所示步驟201、輕摻雜離子注入；步驟202、通入氧氣，進行快速熱退火；步驟203、 N型離子注入；步驟204、通入氧氣，進行快速熱退火；步驟205、 P型離子注入；步驟206、通入氧氣，進行快速熱退火。RTA的溫度一般大于95(TC,如在RTA的過程中通入適量妁氧氣，會 在晶風的硅表面形成一層氧化膜Si02,則會影響離子的摻雜深度。在PMOS 制程中，先制作N阱，再制作P阱。故在P型離子注入前'晶圓已完成了輕摻雜離子注入和N型離子注入。如在輕摻雜離子注入和N型離子注入后 的RTA過程中都通入氧氣，則硅表面形成的Si02氧化膜會對P型離子注入 起一定的阻隔作用，使P型離子注入的深度較淺。如在P型離子注入后的 RTA過程中繼續(xù)通氧氣，氧氣和已摻雜的硅本體再一次進行氧化反應，從而 進一步鎖住了摻雜的P型離子，得到了較低的P型離子注入結(jié)果。而P型 離子注入的深度越淺，PMOS的崩潰電壓越大。在本實施例中，三次RTA皆通入了氧氣。本發(fā)明對氧氣的流量沒有限 制，在本實施例中，根據(jù)具體RTA設備的性能，取值為4.5L/min。當然， 也可以只在輕摻雜離子注入、N型離子注入或P型離子注入后的任一次RTA 過程中通氧氣；或在輕摻雜離子注入、N型離子注入或P型離子注入后的任 兩次RTA過程中通氧氣，思路和本具體實施例一致。但是，經(jīng)實驗驗證， 崩潰電壓提升的效果不如本具體實施例。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用于限制本發(fā)明。凡在本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在 本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種提高P溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法，在離子注入摻雜工藝中，離子注入后需進行快速熱退火處理，其特征在于，在離子注入后的至少一次快速熱退火過程中，通入氧氣。
2、 如權利要求1所述的提高P溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法， 其特征在于，所述快速熱退火的次數(shù)是大于或等于一次。
3、 如權利要求2所述的提高P溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法， 其特征在于，所述快速熱退火的次數(shù)是三次。
4、 如權利要求1所述的提高P溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法， 其特征在于，所述通入氧氣的流量是4.5L/min。
5、 一種提高P溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法，在離子注入摻 雜工藝中，輕摻雜離子注入、N型離子注入、P型離子注入后皆需進行快速 熱退火處理，其特征在于，輕摻雜離子注入、N型離子注入、P型離子注入 后，在至少一次快速熱退火中通入氧氣。
6、 如權利要求5所述的提高P溝道金屬氧化半導體的崩潰電壓的方法， 其特征在于，所述通入氧氣的流量是4.5L/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高PMOS的崩潰電壓的方法，在離子注入摻雜工藝中，離子注入后需進行快速熱退火處理，在至少一次快速熱退火過程中，通入氧氣。本發(fā)明在快速熱退火過程中，通入氧氣，可有效提升PMOS的崩潰電壓。
文檔編號H01L21/02GK101231955SQ200710036860
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權日2007年1月26日
發(fā)明者陳泰江, 穎 靳 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司