[发明专利]一种对闸极氧化层进行修复的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术，尤其是指一种对闸极氧化层进行修复的 方法。

背景技术

在集成电路制造技术中，由于蚀刻制程中的等离子浆(Plasma)对闸极 氧化层(Gate Oxide)造成损伤，宏观上，晶圆表面有凹坑；微观上，闸极 氧化层的部分共价键结构被破坏。因此，在刻蚀生成闸极(poly gate)之后， 需对闸极氧化层的硅、氧的共价键结构进行修复。即向反应室通入氧气(O2) 和氮气(N2)，比例为1:1，在约1015℃高温下，通过快速热氧化反应(RTO， Rapid Thermal Oxidation)对闸极氧化层进行修补，以提高电子器件闸极氧 化层的击穿电压，从而提高电子器件的可靠性。

在现有的0.18um制程中，生长闸极氧化层的步骤如下：

A)通入氢气(H2)和氧气(O2)，比例是1:1，各约15L，生长闸极 氧化层；

B)通入一氧化氮(NO)约7.5L，提高闸极氧化层的硅氧共价键的结 合力。

在刻蚀生成闸极之后，通过快速热氧化反应，通入1:1比例的氧气和氮 气对闸极氧化层进行修复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对闸极氧化层进行修复的方法，在反应室中， 只需通入氮气即可完成闸极氧化层的修复，并使电子器件达到电性测试标准， 极大地降低了该制程的复杂程度和成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种对闸极氧化层进行修复的方法，在刻蚀生成MOS器件的闸极之后， 通过快速热氧化反应对闸极氧化层进行修补，在快速热氧化反应制程中，向 反应室只通入氮气。

进一步地，所述MOS器件包括核心电压为1.8V的NMOS器件(NMOS Core)、输入输出电压为3.3V的NMOS器件(NMOS I/O)、核心电压为1.8V 的PMOS器件(PMOS Core)、输入输出电压为3.3V的PMOS器件(PMOS I/O)。

进一步地，所述MOS器件的电性参数包括开启电压、饱和电流、漏电流、 闸极氧化层的击穿电压、接触电阻、方块电阻等。

进一步地，所述饱和电流的参数合格标准是NMOS Core器件为510 uA/um～690uA/um；NMOS I/O器件为510uA/um～690uA/um；PMOS Core器件为-210uA/um～-290uA/um；PMOS I/O器件为-240uA/um～-330 uA/um。

进一步地，在可靠性实验中，所述闸极氧化层的击穿电压的参数合格标 准为MOS Core>4.1V；MOS I/O器件>7.8V。

本发明的有益效果在于：在对闸极氧化层进行修复的快速热氧化反应制 程中，只需通入氮气，不需通入氧气即可完成闸极氧化层的修复，并使电子 器件达到电性测试标准。本发明克服了现有技术中该制程需通入氧气和氮气 的技术偏见，极大地降低了该制程的复杂程度和成本。

附图说明

图1是本发明的PMOS I/O器件的饱和电流对比图；

图2是本发明的PMOS Core器件的饱和电流对比图；

图3是本发明的NMOS I/O器件的饱和电流对比图；

图4是本发明的NMOS Core器件的饱和电流对比图；

图5是本发明的MOS Core器件的闸极氧化层击穿电压的测试图；

图6是本发明的MOS I/O器件的闸极氧化层击穿电压的测试图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图，对本发明作进一步说明。

本发明的理论基础为：生长闸极氧化层时，由于通入NO气体，该气体 提供氮元素。而氮元素、硅元素以及氧气形成非常稳定的氮硅氧共价键，所 述共价键结构极大地提高了闸极氧化层(GOX)的硅氧共价键的结合力。在 后续的对闸极氧化层进行修复的快速热氧化反应中，不通入氧气，只通入氮 气，也能达到器件耐高电压等可靠性的要求。

由此，通过试验进行验证，以支持上述的理论分析。

对在快速热氧化反应中，只通入氮气的晶圆作可靠性试验。