[发明专利]提高击穿电压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种提高击穿电压的方法。

背景技术

晶体管的击穿电压(Breakdown voltage)是指在栅极接地的情况下，流过漏源极电流为特定值时的漏源电压，其中晶体管击穿前能连续加在漏源极的最高瞬间的电压值。击穿电压是衡量晶体管耐压程度的关键参数，其越大代表晶体管的耐压性能越好。对于工作在高压或高频的功率的晶体管来说，击穿电压显得尤为重要，现常用的功率晶体管为HVNMOS。

例如，在嵌入式闪存高压量测时，可以侦测闪存擦写动作的高压上限区域，如果晶体管的击穿电压小于闪存擦写动作的高压上限区域，闪存模块在擦写过程中被击穿，使得整个器件不能用，产能大大降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高击穿电压的方法，以提高击穿电压，提高产能。

本发明的技术解决方案是一种提高击穿电压的方法，在嵌入式闪存高压量测前，将晶体管的栅极和源极接地，漏极加一电流以在漏极产生横向电场。

作为优选：所述电流大于2毫安。

作为优选：所述晶体管为HVNMOS。

与现有技术相比，本发明在嵌入式闪存高压量测前，在晶体管漏极加电流，通过漏极附近的碰撞电离效应而形成最大通道横向电场，使得漏极区一些高能热载流子注入入到栅氧层而产生一些电子空穴对，进而导致漏极区向栅极移动的热载流子的速率和饱和速率下降，使得晶体管击穿电压增大，使得HVNMOS晶体管的击穿电压大于闪存擦写动作的高压上限区域，进而完成HVNMOS的闪存擦写动作，提高HVNMOS器件的产能。

附图说明

图1是本发明热载流子退化模型的示意图；

图2是本发明击穿电压变大示意图；

图3是本发明晶体管在闪存擦写时的电压曲线图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本发明提供一种提高击穿电压的方法，在嵌入式闪存高压量测前，将晶体管的栅极和源极接地，漏极加一电流。优选的，所述电流大于2毫安。所述晶体管为HVNMOS。

由于加一个电流在HVNMOS上，HVNMOS被电流强化过后，会在漏极产生最大通道横向电场以及在栅极与栅氧界面产生缺陷，根据U=I.R，导致产生高的击穿电压。

在本实施例中，如图3所示，一个HVNMOS的击穿电压特性就从12.9V变成13.4V，从而使得HVNMOS晶体管的击穿电压大于闪存擦写动作的高压上限区域，进而完成HVNMOS的闪存擦写动作，提高了HVNMOS器件的产能。

HVNMOS被电流强化过后，会在漏极产生最大通道横向电场，使得沟道有热载流子效应产生，热载流子效应表现为两方面，其一是非线性的速度-电场关系：Si中的载流子在高电场时即呈现出漂移速度饱和现象，这就是由于热载流子发射光学波声子(约0.05eV)的结果。GaAs中的电子当被电场“加热”到能量kTe达到0.31eV时(Te是所谓热载流子温度)，即从主能谷跃迁到次能谷，从而产生负阻现象。

其二是碰撞电离效应：热电子与晶格碰撞、并打破价键，即把价电子激发到导带而产生电子-空穴对的一种作用，碰撞电离需要满足能量和动量守恒，所需要的能量Ei≈3Eg/2，碰撞电离的程度可用所谓电离率α来表示，α与电场E有指数关系：α=A exp(-Ei/kTe)=A exp(-B/E)。当倍增效应很严重时，即导致产生击穿现象。

请参阅图1所示，下面以热载流子退化模型来说明本发明，当在晶体管漏极端加电流时，碰撞电离效应产生，最大通道横向电场发生在漏极方向，该最大通道横向电场使得热载流子趋向于漏极区与栅氧的Si-SiO₂界面，产生界面缺陷，一些高能电子跨过漏极区与栅氧的Si-SiO₂界面障碍注入到栅氧层，并通过碰撞和能量交换，在栅氧层产生一些电子空穴对，从而导致漏极区向栅极移动的热载流子的速率和饱和速率下降，使得晶体管击穿电压增大，如图2所示，晶体管的击穿电压由原来曲线1变成曲线2。