CN100353500C - 一种栅氧化工艺的热处理方法 - Google Patents

一种栅氧化工艺的热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100353500C
CN100353500C CNB2004100532936A CN200410053293A CN100353500C CN 100353500 C CN100353500 C CN 100353500C CN B2004100532936 A CNB2004100532936 A CN B2004100532936A CN 200410053293 A CN200410053293 A CN 200410053293A CN 100353500 C CN100353500 C CN 100353500C
Authority
CN
China
Prior art keywords
annealing
heat treatment
technology
oxygen
gate oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004100532936A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1728339A (zh
Inventor
姚泽强
虞军毅
刘忠来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd filed Critical Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
Priority to CNB2004100532936A priority Critical patent/CN100353500C/zh
Publication of CN1728339A publication Critical patent/CN1728339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100353500C publication Critical patent/CN100353500C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

本发明公开了一种栅氧化工艺的热处理方法，在现有的栅氧化工艺流程中，将氧气加入退火工艺，使现有工艺中的纯氮气退火改为本发明的氮氧混合气体退火。本发明在不影响硼穿通和HCI的前提下，可以改善栅氧化的周期噪声表现。本发明可用于半导体集成电路及分离器件的制造工艺。

Description

一种栅氧化工艺的热处理方法
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造工艺方法，特别是涉及一种栅氧化工艺的热处理方法。
背景技术
现有的栅氧化工艺流程在0.25-0.18um的栅氧化工艺中，通常通入一氧化二氮(N2O)或一氧化氮(NO)气体，让氮元素扩散进入栅氧化层。这样做的目的有两个：1.多晶中的硼元素穿透栅氧化进入沟道。2.改善热载流子HCI(热载流子注入效应)试验的表现。
氮元素进入栅氧化层，会增加栅氧化层中TRAP(电离陷阱)的浓度，如果TRAP浓度在硅/二氧化硅的界面达到一定程度，会影响器件的噪声表现。某些RF(radio frequency射频)器件对栅氧化的噪声表现有一定的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种栅氧化工艺的热处理方法，在不影响硼穿通和HCI的前提下，改善栅氧化的周期(l/f)噪声表现。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种栅氧化工艺的热处理方法，在现有栅氧化工艺中做了如下改进：
在N2O退火之后的热处理过程中，加入少量氧气，使整个氧化过程分为三段：1、主氧化：小流量的湿氧，800℃；2、N2O退火，900℃；3、在随后的退火氮气中掺入氧气，此时生长的氧化层将原先已产生的氧化层推离硅/二氧化硅的界面，减少TRAP在硅/二氧化硅的界面的浓度，起到改善器件周期(l/f)噪声的效果。
三段氧化在时间、气体流量上都是可控的，这种可控性表现在可以比较精确的控制氮在氧化层中的分布。
原先在硅/二氧化硅的界面附近的氮元素，进入氧化层中，依然可以起到防止硼穿透和改善HCI的作用。
本发明在现有的栅氧化工艺流程中，将氧气加入退火工艺，使现有工艺中的纯氮气退火改为本发明的氮氧混合气体退火，改善了器件周期噪声表现。
具体实施方式
因为周期噪声表现在很大程度上和氮元素在氧化层中的位置及分布有关，氮元素尽量要离开硅/二氧化硅的界面，所以在N2O或NO退火后，想办法让氮元素进入氧化层，而且不要分布在硅/二氧化硅的界面附近。在N2O或NO退火后做再氧化可以达到这样的效果。
本发明一种栅氧化工艺的热处理方法，在现有栅氧化工艺中做了如下该进：
在N2O退火之后的热处理过程中，加入少量氧气，使整个氧化过程分为三段：1、主氧化：小流量的湿氧，800℃；2、N2O退火，900℃；3、在随后的退火氮气中掺入氧气，此时生长的氧化层将原先已产生的氧化层推离硅/二氧化硅的界面，减少TRAP在硅/二氧化硅的界面的浓度，起到改善器件周期噪声的效果。
三段氧化在时间，气体流量上都是可控的，这种可控性表现在可以比较精确的控制氮在氧化层中的分布。
三段氧化在时间、气体流量的工艺参数，具体地说明如下：
1.800℃湿氧：10分钟，N2/H2/O2：20SLM/600sccm/600sccm
2.900℃ N2O退火：2.5分钟，N2O：5SLM
3.N2O后的再氧化：
3.1.900℃15分钟，N2/O2：10SLM/100sccm
3.2.900℃至800℃降温，20分钟，N2/O2：10SLM/100sccm原先在硅/二氧化硅的界面附近的氮元素，进入氧化层中依然可以起到防止硼穿透和改善HCI的作用。
需要注意的是：在N2O退火后，氧气(O2/N2)要立即注入工艺陆管，驱除N2O气体。所以，O2/N2MFC(气体质量流量计)在设定为：0 Ramping(瞬时上升)功能。(MFC的Default Setting(缺省设定)是10秒。)
在本发明的一个典型实施例中，将本发明的工艺方法应用在工程卡AA3Z-8954上，得到以下结论：
1.对于3.3V PFET(功率场效应管)，在900℃退火时，注入100sccmO2，周期噪声比现有的栅氧化工艺有较大的改善。
2.AA3Y 8954 NFET(N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)的周期噪声表现比现有的栅氧化工艺略差些，但仍优于e-spec(电参数规范)。
3.从总体来讲，退火再氧化工艺能改善器件周期噪声表现，并且不影响器件其他特性。
现有的N2O栅氧工艺比纯氧工艺的周期噪声差3倍左右。
加入再氧化的N2O栅氧工艺和纯氧工艺的周期噪声表现差不多。

Claims (4)

1、一种栅氧化工艺的热处理方法，其特征在于：在N2O退火之后的热处理过程中，加入少量氧气，使整个氧化过程分为三段：1、主氧化：小流量的湿氧，800℃；2、N2O退火，900℃；3、在随后的退火氮气中掺入氧气，此时生长的氧化层将原先已产生的氧化层推离硅/二氧化硅的界面，减少电离陷阱在硅/二氧化硅的界面的浓度。
2、如权利要求1所述的一种栅氧化工艺的热处理方法，其特征在于：800℃湿氧：10分钟，N2/H2/O2：20SLM/600sccm/600sccm。
3、如权利要求1所述的一种栅氧化工艺的热处理方法，其特征在于：900℃N2O退火：2.5分钟，N2O：5SLM。
4、如权利要求1所述的一种栅氧化工艺的热处理方法，其特征在于：N2O后的再氧化：首先，900℃15分钟，N2/O2：10SLM/100sccm；然后，900℃至800℃降温，20分钟，N2/O2：10 SLM/100sccm。
CNB2004100532936A 2004-07-29 2004-07-29 一种栅氧化工艺的热处理方法 Expired - Fee Related CN100353500C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100532936A CN100353500C (zh) 2004-07-29 2004-07-29 一种栅氧化工艺的热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100532936A CN100353500C (zh) 2004-07-29 2004-07-29 一种栅氧化工艺的热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1728339A CN1728339A (zh) 2006-02-01
CN100353500C true CN100353500C (zh) 2007-12-05

Family

ID=35927512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100532936A Expired - Fee Related CN100353500C (zh) 2004-07-29 2004-07-29 一种栅氧化工艺的热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100353500C (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109545848A (zh) * 2018-12-05 2019-03-29 上海华力集成电路制造有限公司 Cmos晶体管及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081832C (zh) * 1995-02-27 2002-03-27 现代电子产业株式会社 制造金属氧化物半导体场效应晶体管的方法
EP1343198A2 (en) * 2002-03-06 2003-09-10 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. Process of forming an ultra-thin gate oxide through decoupled plasma nitridation anneal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081832C (zh) * 1995-02-27 2002-03-27 现代电子产业株式会社 制造金属氧化物半导体场效应晶体管的方法
EP1343198A2 (en) * 2002-03-06 2003-09-10 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. Process of forming an ultra-thin gate oxide through decoupled plasma nitridation anneal

Also Published As

Publication number Publication date
CN1728339A (zh) 2006-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7056778B2 (en) Semiconductor layer formation
CN102122614B (zh) 一种氮氧化硅栅氧化层制造方法
JP3737277B2 (ja) 半導体デバイスを製造する方法
US20020197882A1 (en) Temperature spike for uniform nitridization of ultra-thin silicon dioxide layers in transistor gates
US20020197883A1 (en) Method of ammonia annealing of ultra-thin silicon dioxide layers for uniform nitrogen profile
CN101290886B (zh) 栅极介质层及栅极的制造方法
CN101740365A (zh) 制造半导体器件的方法
CN105244326B (zh) 一种功率器件的钝化层结构及其制造方法
CN103972070A (zh) 栅氧化层的制造方法
US20080191217A1 (en) Process for forming an interface between silicon carbide and silicon oxide with low density of states
CN103903986A (zh) 栅介质层的制作方法
CN100353500C (zh) 一种栅氧化工艺的热处理方法
JP2012038919A (ja) 炭化珪素半導体装置の製造方法
CN103887161A (zh) 一种抑制掺杂原子在栅介质中扩散的方法
CN101120437A (zh) 电介质膜及其形成方法
CN101364538B (zh) 栅层形成方法
Chen et al. High-performance polycrystalline silicon thin-film transistors based on metal-induced crystallization in an oxidizing atmosphere
CN102054678A (zh) 氧化方法
CN108807165A (zh) 氧化层的制造方法
CN103165432B (zh) 一种栅氧化层的制备方法
US5913123A (en) Manufacturing method for deep-submicron P-type metal-oxide semiconductor shallow junction
CN101364539A (zh) 栅层的制造方法、半导体器件的制造方法和半导体结构
CN103887162A (zh) 一种高介电SiON栅介质的制备方法
CN105575785A (zh) 栅极结构的形成方法
CN103617948B (zh) 一种mos器件的掺杂方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20171215

Address after: 201203 Shanghai city Zuchongzhi road Pudong New Area Zhangjiang hi tech Park No. 1399

Patentee after: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp.

Address before: No. 1188, Chuan Qiao Road, Pudong, Shanghai

Patentee before: Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071205

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee