[發(fā)明專利]一種可提高兩相鄰N阱間擊穿電壓的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810033362.5
• 申請(qǐng)日: 2008-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN101499436A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱寶富;施雪捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/76
• 分類號(hào): H01L21/76;H01L21/265;H01L27/04
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 屈 蘅;李時(shí)云

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阱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4.4×10¹²?至1.5×10¹³/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，部分載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下的硅襯底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1.0×10^-9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襯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。

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，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5×10¹²離子/平方厘米；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4.4×10¹²至1.5×10¹³/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；

附圖說明

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阱以及硅襯底的漏電流曲線圖；

圖4為使用本發(fā)明的兩相鄰N阱以及硅襯底的漏電流曲線圖；

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5×10¹²?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。