改善高壓柵氧均勻性的預非晶化離子注入工藝的製作方法
2023-10-11 06:01:59 1
專利名稱：改善高壓柵氧均勻性的預非晶化離子注入工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種非晶化離子注入工藝，尤其涉及一種改善高壓柵氧均 勻性的預非晶化離子注入工藝。
背景技術：
對於現有的半導體製程技術，淺溝隔離槽(ShallowTrench Isolation: 簡稱STI)是主流的半導體器件隔離結構，它有著節約面積，隔離效果良 好的特點，被廣泛應用在各類深亞微米半導體製程中。但是在目前的STI 工藝中，如高壓器件，由於STI的邊緣區域的氧化速率比其它的有源區低， 造成高壓柵氧化矽的厚度在STI邊緣區域較薄，參見圖1所示，因而此處 的開啟電壓比較低，使得高壓器件的漏電流和柵電壓的特性曲線中出現雙 駝峰現象，具體如圖2所示，因此增大了器件的漏電流，降低了器件特性。 因此高壓柵氧化層的均勻性是一個關鍵問題。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種改善高壓柵氧均勻性的預非晶 化離子注入工藝，可提高STI邊緣區域的氧化速率，改善高壓柵氧化矽層 的均勻性。為解決上述技術問題，本發明所述方法包括以下步驟(1) 高壓N阱和P阱的光刻、離子注入和退火；(2) N型和P型擴散區的光刻、離子注入和退火；(3) 在整片矽片上進行襯墊氧化膜和氮化矽的生長和澱積；(4) 對淺溝隔離槽進行光刻，然後刻蝕掉該區域的氮化矽、氧化矽 和矽到所需要的厚度；(5) 生長淺溝隔離槽襯墊氧化膜；(6) 填入淺溝隔離槽氧化矽，利用化學機械拋光實現平坦化；(7) 去除氮化矽，並腐蝕氧化矽直至有源矽上面的氧化層全部去淨；(8) 氧化高壓管柵氧；在所述步驟(5)和(6)之間還包括如下步驟 非晶化矽離子注入。採用迴旋四次的注入方法進行所述非晶化矽的離子注入。所述離子注入的注入角度範圍為30。 60。，劑量範圍為3e14 8el4cm-2，肖g量範圍為40keV 80keV。本發明採用了上述技術方案，具有如下有益效果，即通過在對STI內氧 化矽進行澱積之前，先實施非晶化矽離子注入，實現STI邊緣單晶矽的非晶 化，從而提高了STI邊緣區域的氧化速率，縮小了其與其他有源區間氧化速 率的差距，提高了高壓柵氧化層的均勻性，減小了高壓器件的漏電流，從 而改善了其特性。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明 圖1是使用現有工藝實現的半導體器件的結構示意圖； 圖2使用現有工藝實現的高壓器件的漏電流和柵電壓的特性曲線圖； 圖3是本發明所述非晶化離子注入工藝的流程示意圖4是使用本發明所述工藝實現的半導體器件的結構示意圖。
具體實施方式
如圖3所示為本發明所述工藝的流程示意圖，包括以下步驟(1) 高壓N阱和P阱的光刻、離子注入和退火；(2) N型和P型擴散區的光刻、離子注入和退火；(3) 在整片矽片進行襯墊氧化矽和氮化矽的生長和澱積；(4) STI的光刻顯露STI區域，刻蝕掉該區域的氮化矽、氧化矽和 矽到所需要的厚度；(5) 生長STI襯墊氧化膜；(6) 大角度非晶化矽離子注入，在STI邊緣形成非晶層，如圖6所 示，離子注入時採用的是迴旋四次的注入方法，可改善STI四周非晶層的 均勻性，離子注入的劑量範圍為3el4 8el4cm-2，能量範圍為40keV 80keV，注入角度範圍為30。 60°;(7) 填入STI氧化矽，利用化學機械拋光實現平坦化；(8) 去除氮化矽，並腐蝕襯墊氧化矽直至有源矽上面的氧化層全部去淨；(9) 氧化高壓管柵氧，獲得較均勻氧化膜。如圖4所示，為使用本發明所述工藝實現的一半導體器件的結構示意 圖，將該圖與圖l進行比較，可以看出這時的高壓氧化層是比較均勻的。
權利要求
1、一種改善高壓柵氧均勻性的預非晶化離子注入工藝，包括步驟(1)高壓N阱和P阱的光刻、離子注入和退火；(2)N型和P型擴散區的光刻、離子注入和退火；(3)在整片矽片上進行襯墊氧化矽和氮化矽的生長和澱積；(4)對淺溝隔離槽進行光刻，然後刻蝕掉該區域的氮化矽、氧化矽和矽到所需要的厚度；(5)生長淺溝隔離槽襯墊氧化膜；(6)填入淺溝隔離槽氧化矽，並利用化學機械拋光實現平坦化；(7)去除所述氮化矽，並腐蝕所述襯墊氧化矽直至有源矽上面的氧化層全部去淨；(8)氧化高壓管柵氧；其特徵在於，在所述步驟(5)和(6)之間還包括如下步驟非晶化矽離子注入。
2、 根據權利要求l所述的改善高壓柵氧均勻性的預非晶化離子注入工 藝，其特徵在於，採用迴旋四次的注入方法進行所述非晶化矽離子注入。
3、 根據權利要求1或2所述的改善高壓柵氧均勻性的預非晶化離子注入 工藝，其特徵在於，所述非晶化矽離子注入的注入角度範圍為30。 60。， 劑量範圍為3el4 8el4cm-2，能量範圍為40keV 80keV。
全文摘要
本發明公開了一種改善高壓柵氧均勻性的預非晶化離子注入工藝，包括步驟高壓N阱和P阱的光刻、離子注入和退火；N型和P型擴散區的光刻、離子注入和退火；襯墊氧化膜和氮化矽的生長和澱積；淺溝隔離槽的光刻與刻蝕；淺溝隔離槽襯墊氧化膜的生長；進行非晶化矽離子的注入；淺溝隔離槽氧化矽的填入，並利用化學機械拋光實現平坦化；去除氮化矽，並腐蝕氧化矽直至有源矽上面的氧化層全部去淨；氧化高壓管柵氧。可提高淺溝隔離槽邊緣區域的氧化速率，改善高壓柵氧化矽層的均勻性。
文檔編號H01L21/336GK101159237SQ200610116900
公開日2008年4月9日 申請日期2006年10月8日 優先權日2006年10月8日
發明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司