CN102420128A - 一种利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程。本发明利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程通过利用紫外线照射在光刻胶表面，将光刻胶进行有效固化形成一层外壳，从而增加其物理阻隔，使照射在光刻胶上的离子形成漫反射，进而有效的抵御植入的离子散射到光祖边缘的硅表面上，以减少器件的WPE效应。
Description
技术领域
本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程。
背景技术
阱邻近效应（Well Edge-Proximity Effect，简称WPE）,其产生根本的原因是: 植入的离子在光阻材料上发生了散射，在光阻边缘，散射离子进入到阱硅表面，影响了边缘区域的掺杂浓度；具体来讲，应该有三种情况：1，形成N型阱；2，形成P型阱；3，形成深N型埋层。深阱为闩锁效应保护提供了低电阻路径，并且抑制了双极型增益，深埋层也是NMOSFET隔离三阱的关键。然而，深埋层影响了光阻边缘器件。一些离子在光阻上散射到光阻边缘的硅表面上，改变了这些器件的阈值电压。据观察阈值偏差可以达到20-100mv，横向范围约3-10um。
如图1所示，在离子注入制造工艺11时，原子从作为掩模板的光刻胶12的边沿开始扩散，在阱13附近的地方硅片表面变得密集，结果就是，阱13表面浓度会随着距离掩模板12的边沿的远近而有所不同，因此整个阱13的掺杂浓度是不均匀的，这种不均匀造成MOS管阈值电压的不同，还有其它的电性能也有所不同，它会随着距离阱边距离的不同而不同。
目前为止，如何有效防止器件WPE效应的相关发明研究仅局限于从布局上让器件远离阱边缘来缓解，不利于版图面积的进一步缩小。
发明内容
本发明公开了一种利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程，其中，包括如下步骤：
在一形成有阱区的衬底上覆盖一层氧化层并进一步形成氧化层中的开口，在所述开口处形成有位于衬底中用于隔离不同阱区的浅沟槽隔离结构，之后于氧化层及浅沟槽隔离结构之上旋涂光刻胶并进行光刻，形成掩遮一部分阱区的光刻胶阻挡区域；
采用紫外线硬化制程，于所述光刻胶阻挡区域受紫外线照射的一侧形成一层固化层，之后对未被光刻胶阻挡区域所掩遮的阱区进行离子注入工艺；
其中，所述固化层用于在离子注入工艺中抵御植入的离子从光刻胶阻挡区域的边缘处散射到邻近光刻胶阻挡区域的阱区的上表层中，从而减少最终所形成的半导体器件的阱邻近效应。
上述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其中，还包括进行所述离子注入工艺后，去除所述光阻。
上述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其中，所述氧化层采用热氧化工艺进行制备。
上述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其中，所述氧化层的厚度为80-100A。
上述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其中，所述阱区为N型阱、P型阱或深N型埋层。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种从工艺角度将光刻胶进行有效固化，通过紫外线（Ultra-Violet Ray，简称UV）照射在光刻胶表面形成一层外壳，从而增加其物理阻隔，使照射在光刻胶上的离子形成漫反射，进而有效的抵御植入的离子散射到光祖边缘的硅表面上，减少了器件的WPE效应。
附图说明
图1是本发明背景技术中产生阱邻近效应的结构示意图；
图2a-f是本发明利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
如图2a-f所示，本发明提供了一种利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程，包括以下步骤：
在硅衬底21上，通过采用常规的热氧化工艺形成氧化层23，作为离子注入时的阻挡层，其中，氧化层23的厚度为80-100A；嵌入设置数个阱区22于氧化层23和硅衬底21之中，之后炫图光刻胶于氧化层23和阱区22之上，并对光刻胶进行曝光显影形成掩膜图案的光阻24。其中，阱区22为N型阱、P型阱或深N型埋层。
进一步的，采用紫外线硬化制程，对光阻24进行UV照射3，以形成外壳241；外壳241的厚度h根据采用UV照射3的强度不同而有所变化，当UV照射3的强度大时，厚度h就大，UV照射3的强度小时，厚度h就小；UV照射3的强度范围为最大使外壳241的厚度h为光阻24的厚度H。然后进行离子注入工艺4，由于形成的外壳241增大了物理阻隔，使照射在光阻24上的粒子形成漫反射，进而有效的抵御植入的离子散射到光祖24边缘的硅表面上，减少了器件的WPE效应。最后去除光阻24，继续器件的制备工艺。
其中，上述离子注入工艺4包括N型阱离子注入、P型阱离子注入和深N型埋层阱离子注入的工艺。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程通过紫外线照射在光刻胶表面，将光刻胶进行有效固化形成一层外壳，从而增加其物理阻隔，使照射在光刻胶上的离子形成漫反射，进而有效的抵御植入的离子散射到光祖边缘的硅表面上，减少了器件的WPE效应。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (5)
1.一种利用光刻胶固化作用减少阱邻近效应的制程，其特征在于，包括如下步骤：
在一形成有阱区的衬底上覆盖一层氧化层并进一步形成氧化层中的开口，在所述开口处形成有位于衬底中用于隔离不同阱区的浅沟槽隔离结构，之后于氧化层及浅沟槽隔离结构之上旋涂光刻胶并进行光刻，形成掩遮一部分阱区的光刻胶阻挡区域；
采用紫外线硬化制程，于所述光刻胶阻挡区域受紫外线照射的一侧形成一层固化层，之后对未被光刻胶阻挡区域所掩遮的阱区进行离子注入工艺；
其中，所述固化层用于在离子注入工艺中抵御植入的离子从光刻胶阻挡区域的边缘处散射到邻近光刻胶阻挡区域的阱区的上表层中，从而减少最终所形成的半导体器件的阱邻近效应。
2.根据权利要求1所述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其特征在于，还包括进行所述离子注入工艺后，去除所述光阻。
3.根据权利要求1所述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其特征在于，所述氧化层采用热氧化工艺进行制备。
4.根据权利要求1所述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其特征在于，所述氧化层的厚度为80-100A。
5.根据权利要求1所述的利用光刻胶固化减少阱邻近效应的制程，其特征在于，所述阱区为N型阱、P型阱或深N型埋层。
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