[發明專利]一種判定PMOSFET器件硼穿通的方法

有效

• 申請號: 201110303093.1
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN103035548A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 羅嘯;石晶;錢文生;胡君
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種判定PMOSFET(P型金屬氧化層半導體場效晶體管)器件硼穿通的方法。

背景技術

隨著柵氧化層厚度的日益減薄，硼穿通問題變得越來越嚴重。當MOSFET的柵氧厚度減薄到3nm以下，穿過薄氧化層的硼穿通對器件性能的影響成為深亞微米制程中的關鍵性問題。特別是在表面溝道器件中，非常容易出現硼穿通現象。P型多晶硅作為柵電極的表面溝道PMOSFET對于硼穿通的發生特別敏感。P型多晶硅柵電極中的硼雜質能夠擴散進入薄柵氧化層并到達MOSFET的溝道區域，從而使晶體管的性能發生改變，包括閾值電壓漂移，電容-電壓曲線變形，漏電流增加以及柵氧可靠性降低等。因此，防止硼穿通對于獲得高可靠性的MOSFET尤為重要。

為了在減小硼穿通的影響，需要明確多晶硅柵電極中硼穿通與柵氧厚度之間的關系。業界通常采用SIMS(Secondary?Ion?Mass?Spectrometry?次級離子質譜法)檢測器件中硼離子的濃度，以此為依據判定是否發生硼穿通。然而，這種分析方式難以精確界定硼穿通發生的臨界濃度，不能快速準確評估對器件電性能的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種判定PMOSFET器件硼穿通的方法能準確的判定是否發生硼穿通。

為解決上述技術問題，本發明的判定方法，包括：

(1)采用相同的工藝流程和參數制造2個多晶硅柵電極摻雜過程中采用類型相反離子注入，其它結構完全相同PMOSFET，形成P型多晶硅柵極和N型多晶硅柵極PMOSFET；

(2)分別測量P型多晶硅柵極PMOSFET和N型多晶硅柵極PMOSFET的閾值電壓；

(3)計算得到P型多晶硅柵極PMOSFET和N型多晶硅柵極PMOSFET的閾值電壓差值；

(4)計算得到P型多晶硅柵電極和N型多晶硅柵電極的功函數差值；

(5)將閾值電壓差值與功函數差值進行比較；

閾值電壓差值大于功函數差值，判定發生了硼穿通；

閾值電壓差值等于功函數差值，判定沒有發生硼穿通。

實施步驟(1)時，多晶硅柵電極摻雜過程中分別注入P型和N型雜質離子，如分別注入硼離子和磷離子。

本發明的判定PMOSFET器件硼穿通的方法，通過將P型多晶硅柵極PMOSFET和N型多晶硅柵極PMOSFET的閾值電壓差值與P型多晶硅柵電極和N型多晶硅柵電極的功函數差值進行比較能準確的判定PMOSFET器件是否發生硼穿通。

附圖說明

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是本發明的流程圖。

圖2是本發明實施例中制作的P型多晶硅柵極PMOSFET結構示意圖。

圖3是本發明實施例中制作的N型多晶硅柵極PMOSFET結構示意圖。

附圖標記說明

1是P型襯底????????????2是N型阱

3是淺溝槽隔離?????????4是柵氧化層

5是P型源漏注入????????6是側墻

7是P型多晶硅??????????8是N型多晶硅。

具體實施方式

如圖1所示，本發明判定PMOSFET器件硼穿通方法的一實施例，包括：

(1)如圖2、圖3所示，采用相同的工藝流程和參數制造2個多晶硅柵電極摻雜過程中分別注入P型和N型雜質離子，本實施例中分別注入硼離子和磷離子，其它結構完全相同PMOSFET，形成P型多晶硅柵極和N型多晶硅柵極PMOSFET；

(2)分別測量P型多晶硅柵極PMOSFET和N型多晶硅柵極PMOSFET的閾值電壓；

(3)計算得到P型多晶硅柵極PMOSFET和N型多晶硅柵極PMOSFET的閾值電壓差值；

(4)計算得到P型多晶硅柵電極和N型多晶硅柵電極的功函數差值；

(5)將閾值電壓差值與功函數差值進行比較；

閾值電壓差值大于功函數差值，判定發生了硼穿通；

閾值電壓差值等于功函數差值，判定沒有發生硼穿通。

以上通過具體實施方式和實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。