專利名稱：一種可提高兩相鄰n阱間擊穿電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓 的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造過程中，會(huì)出現(xiàn)兩相鄰的阱均為N阱的情況，該兩相鄰N 阱的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該兩相鄰N阱1和2設(shè)置在硅襯底3中，該兩相鄰N阱1 和2間設(shè)置有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)4 ( STI),該兩相鄰N P并1和2的深度深于所述 淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)4，為進(jìn)一步減小兩相鄰N阱1和2間的漏電，還通過硼離子注 入工藝在兩相鄰N阱1和2間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)4下的區(qū)域形成上層隔離P阱5， 該硼離子注入的注入能量范圍為25至170千電子伏，注入劑量范圍為4. 4 x 1012 至1. 5 x 1013/平方厘米。在通過測(cè)量?jī)x器對(duì)該兩相鄰N阱1和2進(jìn)行漏電測(cè)試， 發(fā)現(xiàn)該上層隔離P阱5并不能有效降低兩相鄰N阱1和2間的漏電，部分戒流 子可輕易繞過上層隔離P阱5所形成的勢(shì)壘且流經(jīng)上層隔離P阱5下的硅村底3 而形成漏電流，另外通過測(cè)量?jī)x器測(cè)出該兩相鄰N阱間1和2的擊穿電壓(擊 穿電壓定義為漏電流的值為1.0xi(T安/微米時(shí)的電壓值)僅為6伏，其小于業(yè) 界14至15伏的正常擊穿電壓。
因此，如何提供一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法以有效減小兩相 鄰N阱間的漏電流并提高其擊穿電壓，并且不影響硅襯底上其它器件的電學(xué)特 性，已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，通過所 述方法可在不影響硅村底上其它器件的電學(xué)特性的前提下，大大減小兩相鄰N 阱間的漏電流，并大大提高其擊穿電壓。
3本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法， 該兩相鄰N阱制作在硅襯底中且該兩相鄰N阱間具有一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該兩 相鄰N阱的深度深于該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該兩相鄰N阱被一設(shè)置在淺溝槽隔離 結(jié)構(gòu)下的上層隔離P阱隔開，該方法通過離子注入工藝在該上層隔離P阱下形 成一下層隔離P阱。
在上述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法中，該離子注入工藝的注入 雜質(zhì)為硼離子，注入能量范圍為800至850千電子伏，注入劑量范圍為5 x 1012 離子/平方厘米。
在上述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法中，該下層隔離P阱的硼離 子濃度的數(shù)量級(jí)為1017/立方厘米。
在上述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法中，該上層隔離P阱通過硼 離子注入工藝制成，其注入能量范圍為25至170千電子伏，注入劑量范圍為4. 4 xl0'2至1.5xl07平方厘米。
在上述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法中，該上層隔離P阱的硼離 子濃度的數(shù)量級(jí)為107立方厘米。
在上述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法中，該硅襯底為P型硅襯底。 與現(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰N阱間僅通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和上層隔離P阱隔離而 導(dǎo)致部分載流子輕易繞過上層隔離P阱所形成的勢(shì)壘且流經(jīng)硅襯底而形成較大 的漏電流，并導(dǎo)致兩相鄰N阱間的擊穿電壓較低相比，本發(fā)明的可提高兩相鄰N 阱間擊穿電壓的方法^f吏用高能量的離子注入工藝在上層隔離P阱下生成一下層 隔離P阱，從而使兩相鄰N阱間的漏電流由N阱間的穿通電流主導(dǎo)變?yōu)镹/P阱 間的PN結(jié)漏電流主導(dǎo)，兩相鄰N阱間的漏電流值大幅減小，擊穿電壓值也得到 大幅提升。


本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法由以下的實(shí)施例及附圖給出。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的兩相鄰N阱的結(jié)構(gòu)示意圖2為使用本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法的兩相鄰N阱的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰N阱以及硅村底的漏電流曲線圖4為使用本發(fā)明的兩相鄰N阱以及硅村底的漏電流曲線圖5為現(xiàn)有技術(shù)和使用本發(fā)明的兩相鄰N阱間的電特性曲線對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將對(duì)本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法通過離子注入工藝在如圖1 所示的上層隔離P阱下形成一下層隔離P阱，在此通過硼離子注入工藝制成所 述下層隔離P阱，其注入能量范圍為800至850千電子伏，注入劑量為5x1012 離子/平方厘米。在本實(shí)施例中，所述下層隔離P阱的硼離子注入工藝的注入能 量范圍為800千電子伏，所得到硼離子濃度的數(shù)量級(jí)為1017/立方厘米。在此需 說明的是，所述下層隔離P阱的硼離子的注入能量遠(yuǎn)高于上層隔離P阱的硼離 子注入能量，故其不會(huì)影響硅襯底上其它器件的電學(xué)特性。
參見圖2，其顯示使用本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法的兩相 鄰N阱的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述兩相鄰N阱1和2設(shè)置在硅襯底3上， 且所述兩相鄰N P并1和2間具有一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)4，所述兩相鄰N阱間1和2 的深度深于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)4,所述兩相鄰N阱間1和2被設(shè)置在淺溝槽隔 離結(jié)構(gòu)4下且上下層疊的上層隔離P阱5和下層隔離P阱6隔開。所述上層隔 離P阱5通過硼離子注入工藝制成，其注入能量范圍為25至170千電子伏，注 入劑量范圍為4.4乂1012至1.5xl0"/平方厘米，所得到硼離子濃度的數(shù)量級(jí)為 107立方厘米。
使用測(cè)試儀器分別測(cè)量圖1和圖2中的N阱1、 N阱2以及硅襯底3的漏電 流，測(cè)得的漏電流分別如圖3和圖4所示，其中，II、 12和I3分別表示N阱1、 N阱2以及硅襯底3的漏電流。測(cè)試的電壓偏置條件是N阱1和硅襯底3接地， N阱2接正電壓。如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)(即圖1)中N阱1和N阱2的漏電流 II和12在電壓較大且接近擊穿電壓時(shí)兩者相同，即可推斷出現(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰 N阱1和2間的漏電流主要由兩相鄰N阱之間的穿通電流主導(dǎo)；如圖4所示，本 發(fā)明(即圖2)中N阱2和硅襯底3的漏電流I2和13相同，此時(shí)漏電流的變?yōu)镹/P阱間的PN結(jié)漏電流主導(dǎo)，其值明顯小于圖3中的漏電流。
再使用測(cè)試〃f義器測(cè)量圖1和圖2中兩相鄰N阱1和2間的擊穿電壓，測(cè)得 的電壓與電流的電特性曲線如圖5所示，如圖所示，曲線L1和L2分別為現(xiàn)有 技術(shù)和本發(fā)明中兩相鄰N阱1和2間的電流電壓曲線，現(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰N阱1 和2間的擊穿電壓僅為6伏，而本發(fā)明將兩相鄰N阱1和2間的擊穿電壓提高 到26. 7伏，如此可證明下層隔離P阱6可有效增大兩相鄰N阱間的擊穿電壓。 綜上所述，本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法使用高能量的離 子注入工藝在上層隔離P阱下生成一下層隔離P阱，從而使兩相鄰N阱間的漏 電流由N阱間的穿通電流主導(dǎo)變?yōu)镹/P阱間的PN結(jié)漏電流主導(dǎo)，兩相鄰N阱間 的漏電流大幅減小，擊穿電壓值得到大幅提升。
權(quán)利要求
1、一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，該兩相鄰N阱制作在硅襯底中且該兩相鄰N阱間具有一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該兩相鄰N阱的深度深于該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該兩相鄰N阱被一設(shè)置在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下的上層隔離P阱隔開，其特征在于，該方法通過離子注入工藝在該上層隔離P阱下形成一下層隔離P阱。
2、 如權(quán)利要求1所述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，其特征在于， 該離子注入工藝的注入雜質(zhì)為硼離子，注入能量范圍為800至850千電子伏， 注入劑量為5xl0"離子/平方厘米。
3、 如權(quán)利要求2所述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，其特征在于， 該下層隔離P阱的硼離子濃度的數(shù)量級(jí)為1017/立方厘米。
4、 如權(quán)利要求1所述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，其特征在于， 該上層隔離P阱通過硼離子注入工藝制成，其注入能量范圍為25至170千電子 伏，注入劑量范圍為4. 4 x 1012至1. 5 x 1013/平方厘米。
5、 如權(quán)利要求1所述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，其特征在于， 該上層隔離P阱的硼離子濃度的數(shù)量級(jí)為107立方厘米。
6、 如權(quán)利要求1所述的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，其特征在于， 該硅襯底為P型硅襯底。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法，該兩相鄰N阱制作在硅襯底中，該兩相鄰N阱間具有一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該兩相鄰N阱的深度深于該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該兩相鄰N阱被一設(shè)置在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下的上層隔離P阱隔開?，F(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰N阱的離子濃度峰值位置深于上層隔離P阱，致使兩相鄰N阱間可通過硅襯底穿通漏電，從而使漏電流過大和擊穿電壓過小。本發(fā)明的可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法通過離子注入工藝在上層隔離P阱下形成一下層隔離P阱。采用本發(fā)明后兩相鄰N阱間的漏電流由N阱間的穿通電流主導(dǎo)變?yōu)镹/P阱間的PN結(jié)漏電流主導(dǎo)，從而降低了兩相鄰N阱間的漏電流，在保持器件電學(xué)特性的同時(shí)大大提高了兩相鄰N阱間的擊穿電壓。
文檔編號(hào)H01L21/76GK101499436SQ20081003336
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者施雪捷, 朱寶富 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司