高壓PMOS器件閾值電壓穩(wěn)定性改善工藝研究.pdf

1、高壓CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)器件與普通CMOS器件相比存在較多電性設(shè)計(jì)要求和工藝尺寸上的差異,其電性參數(shù)的穩(wěn)定性在生產(chǎn)中較難控制。高壓PMOS器件的閾值電壓是這些參數(shù)中較為敏感的參數(shù)之一,同時(shí)又是表征高壓器件工藝穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一。高壓PMOS器件的閾值電壓的不穩(wěn)定性會(huì)直接影響到客戶端的產(chǎn)品的規(guī)格限制,造成過(guò)量產(chǎn)品報(bào)廢,提高生產(chǎn)成本。本文的主要目的就是解決以上問(wèn)題,提高高壓P

2、MOS器件的閾值電壓穩(wěn)定性,降低其統(tǒng)計(jì)意義上的西格瑪值即標(biāo)準(zhǔn)方差值。通過(guò)找出其相關(guān)的關(guān)鍵工藝,并對(duì)這些關(guān)鍵工藝進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整,從而為有效地控制生產(chǎn)成本和改善工藝穩(wěn)定性提供參考。
　　 本工作針對(duì)高壓PMOS器件相關(guān)工藝作了以下三方面的討論。
　　 一.討論用作閾值電壓調(diào)整的硼離子注入的條件即注入能量和注入濃度對(duì)閾值電壓值產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明:注入的濃度變化5％,體現(xiàn)在閾值電壓值上會(huì)有10％的變化,有放大效應(yīng)。注入的能量變

3、化,也會(huì)明顯影響閾值電壓值的穩(wěn)定性。在工藝上B+利用高能注入溝道較易控制其射程,因而更容易控制高壓PMOS閾值電壓的穩(wěn)定性。
　　 二.柵氧層的長(zhǎng)時(shí)間高溫生長(zhǎng)條件(950℃15分鐘)對(duì)己注入的硼離子在晶格中穩(wěn)定性的影響也非常大。實(shí)驗(yàn)表明,將氧化層生長(zhǎng)步驟移至閾值電壓離子注入步驟之后,可以有效改善閡值電壓的穩(wěn)定性,針對(duì)一些對(duì)可靠性要求較低的產(chǎn)品可以應(yīng)用這種制程方法。
　　 三.討論相鄰的熱退火步驟的溫度和時(shí)間對(duì)B+離子活性