[发明专利]改善高压栅氧均匀性的预非晶化离子注入工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶化离子注入工艺，尤其涉及一种改善高压栅氧均匀性的预非晶化离子注入工艺。

背景技术

对于现有的半导体制程技术，浅沟隔离槽(Shallow Trench Isolation，简称STI)是主流的半导体器件隔离结构，它有着节约面积，隔离效果良好的特点，被广泛应用在各类深亚微米半导体制程中。但是在目前的STI工艺中，如高压器件，由于STI的边缘区域的氧化速率比其它的有源区低，造成高压栅氧化硅的厚度在STI边缘区域较薄，参见图1所示，因而此处的开启电压比较低，使得高压器件的漏电流和栅电压的特性曲线中出现双驼峰现象，具体如图2所示，因此增大了器件的漏电流，降低了器件特性。因此高压栅氧化层的均匀性是一个关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改善高压栅氧均匀性的预非晶化离子注入工艺，可提高STI边缘区域的氧化速率，改善高压栅氧化硅层的均匀性。

为解决上述技术问题，本发明所述方法包括以下步骤：

(1)高压N阱和P阱的光刻、离子注入和退火；

(2)N型和P型扩散区的光刻、离子注入和退火；

(3)在整片硅片上进行衬垫氧化膜和氮化硅的生长和淀积；

(4)对浅沟隔离槽进行光刻，然后刻蚀掉该区域的氮化硅、氧化硅和硅到所需要的厚度；

(5)生长浅沟隔离槽衬垫氧化膜；

(6)填入浅沟隔离槽氧化硅，利用化学机械抛光实现平坦化；

(7)去除氮化硅，并腐蚀氧化硅直至有源硅上面的氧化层全部去净；

(8)氧化高压管栅氧；

在所述步骤(5)和(6)之间还包括如下步骤：

非晶化硅离子注入。

采用回旋四次的注入方法进行所述非晶化硅的离子注入。

所述离子注入的注入角度范围为30°～60°，剂量范围为3e14～8e14cm-2，能量范围为40keV～80keV。

本发明采用了上述技术方案，具有如下有益效果，即通过在对STI内氧化硅进行淀积之前，先实施非晶化硅离子注入，实现STI边缘单晶硅的非晶化，从而提高了STI边缘区域的氧化速率，缩小了其与其他有源区间氧化速率的差距，提高了高压栅氧化层的均匀性，减小了高压器件的漏电流，从而改善了其特性。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是使用现有工艺实现的半导体器件的结构示意图；

图2使用现有工艺实现的高压器件的漏电流和栅电压的特性曲线图；

图3是本发明所述非晶化离子注入工艺的流程示意图；

图4是使用本发明所述工艺实现的半导体器件的结构示意图。

具体实施方式

如图3所示为本发明所述工艺的流程示意图，包括以下步骤：

(1)高压N阱和P阱的光刻、离子注入和退火；

(2)N型和P型扩散区的光刻、离子注入和退火；

(3)在整片硅片进行衬垫氧化硅和氮化硅的生长和淀积；

(4)STI的光刻显露STI区域，刻蚀掉该区域的氮化硅、氧化硅和硅到所需要的厚度；

(5)生长STI衬垫氧化膜；

(6)大角度非晶化硅离子注入，在STI边缘形成非晶层，如图6所示，离子注入时采用的是回旋四次的注入方法，可改善STI四周非晶层的均匀性，离子注入的剂量范围为3e14～8e14cm-2，能量范围为40keV～80keV，注入角度范围为30°～60°；

(7)填入STI氧化硅，利用化学机械抛光实现平坦化；

(8)去除氮化硅，并腐蚀衬垫氧化硅直至有源硅上面的氧化层全部去净；

(9)氧化高压管栅氧，获得较均匀氧化膜。

如图4所示，为使用本发明所述工艺实现的一半导体器件的结构示意图，将该图与图1进行比较，可以看出这时的高压氧化层是比较均匀的。