一種改善高壓器件電晶體漏電的方法

2023-07-27 07:31:46 3

專利名稱：一種改善高壓器件電晶體漏電的方法
一種改善高壓器件電晶體漏電的方法
技術領域：
本發明是關於半導製程領域，特別是關於一種改善高壓器件電晶體漏電的方法。背景技術：
高壓器件的製造過程，和普通的邏輯器件一樣，也是包括前段器件的形成和後段金屬互連兩大部分，如圖1所示，現有的高壓器件的製造過程包括前段器件的形成的步驟、BPSG (含硼磷的二氧化娃)的沉積的步驟、以及PE TEOS (plasma enhanced TE0S,等離子增強正矽酸乙酯，也是一種二氧化矽)的沉積等步驟。其中在完成前段器件之後，進入後段金屬互連的第一步就是BPSG的沉積(含硼磷的二氧化矽)，接下來是PE TEOS的沉積。其中BPSG是和器件直接接觸的一層絕緣材質。由於BPSG沉積過程的特點，其內部含有大量的水氣，這些水氣很容易擴散到器件內，從而影響器件的性能，嚴重的時候可以造成器件漏電，即漏電電流(IOFF)變大。因此，有必要對現有的技術進行改進，以克服現有技術的缺陷。

發明內容本發明的目的在於提供一種改善高壓器件電晶體漏電的方法。為達成前述目的，本發明一種改善高壓器件電晶體漏電的方法，其包括如下步驟:形成高壓器件電晶體前段器件的步驟；對形成的器件進行金屬互連的步驟，其中該金屬互連的步驟包括:含硼磷的二氧化矽(BPSG )沉積的步驟；在含硼磷的二氧化矽(BPSG)沉積之後進行快速熱退火(RTA)高溫退火的步驟；在高溫退火步驟之後進行等離子增強正矽酸乙酯(PE TEOS)沉積的步驟。根據本發明的一實施例:所述快速退火(RTA)高溫退火的溫度控制在600 0C ±10°C。根據本發明的一實施例，所述快速退火(RTA)高溫退火的時間控制為90±30秒。根據本發明的一實施例，所述快速退火(RTA)高溫退火的步驟的保護氣體為氮氣。根據本發明的一實施例，所述形成高壓器件電晶體前段器件的步驟包括:離子注入形成N阱、P阱的步驟；
形成絕緣層的步驟:形成多晶矽柵極的步驟:通過離子注入或擴散形成源極及漏極的步驟。本發明的方法由於在BPSG沉積步驟之後進行了高溫退火步驟，可以有效去除BPSG中的水氣，從而防止水氣向器件中的擴散，避免了因水氣的擴散而造成的器件漏電。


圖1是現有的高壓器件的部分製造流程簡化示意圖。圖2是本發明的高壓器件的部分結構示意圖。圖3是本發明的高壓器件的部分製造流程簡化示意圖。圖4是採用本發明的方法之後高壓器件漏電電流(IOFF)顯著下降的測試結果圖。
具體實施方式此處所稱的「一個實施例」或「實施例」是指可包含於本發明至少一個實現方式中的特定特徵、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的「在一個實施例中」並非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。如前所述，高壓器件的製造過程，和普通的邏輯器件一樣，也是包括前段器件的形成和後段金屬互連兩大部分。其中前段器件的形成的步驟又包括阱區的形成、絕緣層的形成以及電晶體的形成(例如電晶體的柵極、源極、漏極的形成)等步驟。在前段器件形成之後進行金屬互連的步驟時需要先進行BPSG的沉積和PETEOS的沉積的步驟，然後再進行金屬層的沉積以形成器件的金屬互連。下面舉一個例子對高壓器件的製造的大致流程進行說明。由於半導體器件的基本製造工藝是本領域技術人員應當知道的工藝，其中每個器件的製造可能包括許多步重複的氧化、澱積、光刻、蝕刻、清洗等步驟，其中氧化、澱積、光刻、蝕刻、清洗等步驟又涉及使用的原材料以及具體詳細的各種參數等等，本發明不再一一對這些步驟詳細進行說明，只針對器件的一些主要步驟簡單進行說明。請參閱圖2所示，其顯示本發明的一個實施例採用淺槽隔離工藝的一種高壓器件的部分結構的示意圖。如圖2中所示，在製造高壓器件時，其包括前段器件的形成和後段的金屬互連兩大部分。

請結合圖2所示，其中前段器件的形成包括在矽片上形成N阱I和P阱2的步驟，然後形成淺溝槽絕緣層3的步驟，再之後通過沉積多晶矽形成器件的柵極4的步驟，再之後通過離子注入或擴散形成N溝道5、P溝道6以形成器件的源極及漏極的步驟。這樣即完成高壓器件的前段器件的形成。完成高壓器件的前段器件的形成之後需要形成器件的金屬連線層，其中在形成金屬連線層時首先需要在前段器件上形成絕緣層然後再對絕緣層進行蝕刻之後再在絕緣層上形成金屬層。請繼續結合圖2所示，本發明的高壓器件在完成前段器件的形成之後進行金屬互連的步驟時需要先進行BPSG的沉積和PETEOS的沉積的步驟，然後再進行金屬層的沉積以形成器件的金屬互連。如前所述，現有的技術，由於BPSG沉積過程的特點，其內部含有大量的水氣，這些水氣很容易擴散到器件內，從而影響器件的性能，嚴重的時候可以造成器件漏電，即漏電電流(IOFF)變大。因此本發明對現有的技術進行改進，如圖3所示，本發明的高壓器件的製造工藝包括如下步驟:步驟S1:形成高壓器件電晶體前段器件的步驟；步驟S2:對形成的器件進行金屬互連的步驟，其中該金屬互連的步驟包括:步驟S21: BPSG沉積的步驟；步驟S22:在BPSG沉積之後進行快速熱退火(RTA)高溫退火的步驟，其中退火溫度控制在600°C ±10°C，退火時間為90±30秒，只用氮氣作為保護氣體，不加入其他氣體；在該溫度和時間條件下，BPSG中的水氣可以有效釋放；步驟S23:在高溫退火步驟之後進行PE TEOS沉積的步驟。本發明的方法，在BPSG沉積之後，增加一道快速熱退火(RTA)高溫退火步驟，可以有效去除BPSG中的水氣，從而防止水氣向器件中的擴散，避免了因水氣的擴散而造成的器件漏電。如圖4所示，在增加BPSG快速熱退火(RTA)之後，漏電電流(IOFF)顯著下降，漏電問題得到有效控制。 上述說明已經充分揭露了本發明的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本發明的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本發明的權利要求書的範圍。相應地，本發明的權利要求的範圍也並不僅僅局限於前述具體實施方式
。
權利要求
1.一種改善高壓器件電晶體漏電的方法，其包括如下步驟: 形成高壓器件電晶體前段器件的步驟； 對形成的器件進行金屬互連的步驟，其中該金屬互連的步驟包括: 含硼磷的二氧化矽(BPSG)沉積的步驟； 在含硼磷的二氧化矽(BPSG)沉積之後進行快速熱退火(RTA)高溫退火的步驟； 在高溫退火步驟之後進行等離子增強正矽酸乙酯(PE TEOS)沉積的步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述快速退火(RTA)高溫退火的溫度控制在600 0C ±10°C。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述快速退火(RTA)高溫退火的時間控制為90 ±30 秒。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述快速退火(RTA)高溫退火的步驟的保護氣體為氮氣。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:形成高壓器件電晶體前段器件的步驟包括: 離子注入形成N阱、P阱的步驟； 形成絕緣層的步驟； 形成多晶矽柵極的步驟； 通過離子注入或擴散形成源極及漏極的步驟。
全文摘要
本發明提供一種改善高壓器件電晶體漏電的方法。該方法包括形成高壓器件電晶體的前段器件的步驟，在形成的前段器件上進行金屬互連的步驟，其中進行金屬互連的步驟包括BPSG沉積的步驟，在BPSG沉積之後進行快速熱退火(RTA)高溫退火的步驟，在高溫退火步驟之後進行PE TEOS沉積的步驟。本發明由於在BPSG沉積步驟之後進行了高溫退火步驟，可以有效去除BPSG中的水氣，從而防止水氣向器件中的擴散，避免了因水氣的擴散而造成的器件漏電。
文檔編號H01L21/324GK103219235SQ20131011435
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者李健 申請人:無錫華潤上華科技有限公司