專利名稱：提高n-阱到n-阱擊穿電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造過程中，當(dāng)兩相鄰的阱均為N阱時(shí)，該兩相鄰N阱的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，該兩相鄰N阱110和120設(shè)置在硅襯底130中，因N阱中的多子為電子，故導(dǎo)致該兩 相鄰N阱110和120間的漏電流和漏電擊穿概率會(huì)大于兩相鄰的P阱，為減小該兩相鄰N 阱110和120間的漏電流及其漏電擊穿概率，除了會(huì)在該兩相鄰N阱110和120間設(shè)置淺 溝槽隔離結(jié)構(gòu)HO(STI)外，還在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)140下的區(qū)域再進(jìn)行硼離子注入形成一層 P阱150，該硼離子注入的注入能量范圍為25至170千電子伏，注入劑量范圍為4. 4X1012 至1. 5 X IO13原子每平方厘米。通過測量儀器對該兩相鄰N阱110和120進(jìn)行漏電測試， 發(fā)現(xiàn)其漏電流主要流經(jīng)P阱150下低阻抗的硅襯底130，另外通過測量儀器測出該兩相鄰N 阱110和120間的擊穿電壓(擊穿電壓定義為漏電流的值為1. OX 10_9安培每微米時(shí)的電 壓值)僅為6至8伏，其小于正常所需的14至15伏的擊穿電壓，不能滿足對器件性能的要 求，進(jìn)而會(huì)影響相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，兩相鄰N阱間僅通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和P阱隔離而 導(dǎo)致漏電流主要流經(jīng)P阱下低阻抗的硅襯底且其值較大，并導(dǎo)致兩相鄰N阱間的擊穿電壓 較低，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的性能不佳等技術(shù)問題。有鑒于此，本發(fā)明提供一種提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，包括以下步驟提供一硅襯底；在所述硅襯底中形成相鄰的第一 N阱與第二 N阱；在所述第一 N阱與第二 N阱之間設(shè)置淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下設(shè)置P阱，以隔開所述第一 N阱與第二 N阱；以及通過離子注入工藝分別在所述第一 N阱與第二 N阱下形成第一隔離P阱與第二隔 離P阱。可選的，所述離子注入工藝為的注入能量范圍為400至2000千電子伏，注入劑量 范圍為2X IO12至1 X IO13原子每平方厘米?？蛇x的，所述離子注入工藝為硼離子注入或銦離子注入?？蛇x的，所述P阱是通過硼離子注入工藝制成，其注入能量范圍為25至170千電 子伏，注入劑量范圍為4. 4X IO12至1. 5X IO13原子每平方厘米。綜上所述，本發(fā)明提供的提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法使用高能量的離子注 入工藝，分別在相鄰的兩個(gè)N阱下形成隔離P阱，從而阻止了漏電流流經(jīng)P阱下低阻抗的硅 襯底，使漏電流主要流經(jīng)高阻抗的N阱下的隔離P阱，使得兩相鄰N阱間的漏電流值大幅減 小，擊穿電壓值也得到大幅提升。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰N阱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的相鄰N阱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的一種提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法的流 程圖；圖4所示為在進(jìn)行離子注入工藝中離子注入能量、離子注入劑量與相鄰N阱間的 擊穿電壓的TCAD仿真曲線圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，給出較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn) 一步說明。本發(fā)明一實(shí)施例提供一種提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，請結(jié)合參見圖2及 圖3，該方法包括以下步驟步驟S310首先提供一硅襯底200。步驟S320在所述硅襯底200中形成相鄰的第一 N阱210與第二 N阱220。步驟S330在所述第一 N阱210與第二 N阱220之間設(shè)置淺溝槽隔離結(jié)構(gòu) (STI) 230。因?yàn)镹阱中的多子為電子，所以導(dǎo)致該兩相鄰N阱210和220間的漏電流和漏 電擊穿概率會(huì)大于兩相鄰的P阱，為減小該兩相鄰N阱210和220間的漏電流及其漏電擊 穿概率，在該兩相鄰N阱210和220間設(shè)置淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)230。步驟S340在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)230下設(shè)置P阱240，以隔開所述第一 N阱210 與第二 N阱220。為了進(jìn)一步減小該兩相鄰N阱210和220間的漏電流及其漏電擊穿概率， 還在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)230下的區(qū)域再進(jìn)行硼離子注入形成P阱240，該硼離子注入的注入能 量范圍為25至170千電子伏，注入劑量范圍為4. 4X1012至1. 5X IO13原子每平方厘米。步驟S350通過離子注入工藝分別在所述第一 N阱210與第二 N阱220下形成第 一隔離P阱250與第二隔離P阱260，并與P阱240相連將第一 N阱210與第二 N阱220與 其下部的硅襯底200隔開。由于分別在相鄰的兩個(gè)N阱下形成隔離P阱，從而使漏電流主 要流經(jīng)高阻抗的兩個(gè)N阱下的隔離P講，使得兩相鄰N阱間的漏電流值大幅減小，擊穿電壓 值也得到大幅提升，實(shí)驗(yàn)證明其擊穿電壓可以從6伏上升至26伏。在本實(shí)施例中，所述離子注入工藝中所使用的為硼離子注入或銦離子注入，但本 發(fā)明不局限于此，凡能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的離子均包含在本發(fā)明內(nèi)。在進(jìn)行離子注入時(shí)，注入能量范圍為400至2000千電子伏，注入劑量范圍為 2X1012至IX IO13原子每平方厘米。請參見圖4，其所示為在進(jìn)行離子注入工藝中離子注入能量、離子注入劑量與相鄰 N阱間的擊穿電壓的關(guān)系曲線圖。以硼離子注入為例，注入能量800千電子伏時(shí)，離子注入劑量在1 X IO12至5 X IO12 原子每平方厘米區(qū)間增加時(shí)，擊穿電壓也隨之增大，在離子注入劑量到達(dá)2X IO12原子每平 方厘米時(shí)，擊穿電壓達(dá)到大約16伏，已經(jīng)高于實(shí)際應(yīng)用正常所需的14至15伏的擊穿電壓。 當(dāng)離子注入劑量大約到達(dá)5 X IO12原子每平方厘米時(shí)，擊穿電壓達(dá)到大約26伏，大大高于實(shí)際應(yīng)用正常所需的14至15伏的擊穿電壓。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中兩相鄰N阱間僅通過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和P阱隔離而導(dǎo)致漏 電流主要流經(jīng)P阱下低阻抗的硅襯底且其值較大，并導(dǎo)致兩相鄰N阱間的擊穿電壓較低。本 發(fā)明實(shí)施例提供的提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法使用高能量的離子注入工藝，分別在 相鄰的兩個(gè)N阱下形成隔離P阱，從而阻止了漏電流流經(jīng)P阱下低阻抗的硅襯底，使漏電流 主要流經(jīng)高阻抗的N阱下的隔離P阱，使得兩相鄰N阱間的漏電流值大幅減小，擊穿電壓值 也得到大幅提升。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，包括以下步驟提供一硅襯底；在所述硅襯底中形成相鄰的第一N阱與第二N阱；在所述第一N阱與第二N阱之間設(shè)置淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下設(shè)置P阱，以隔開所述第一N阱與第二N阱；以及通過離子注入工藝分別在所述第一N阱與第二N阱下形成第一隔離P阱與第二隔離P阱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，其特征在于，其中，所 述離子注入工藝為的注入能量范圍為400至2000千電子伏，注入劑量范圍為2X1012至 IX IO13原子每平方厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，其特征在于，其中，所述 離子注入工藝為硼離子注入或銦離子注入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，其特征在于，其中，所述 P阱是通過硼離子注入工藝制成，其注入能量范圍為25至170千電子伏，注入劑量范圍為 4. 4X IO12至1. 5X IO13原子每平方厘米。全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高N-阱到N-阱擊穿電壓的方法，包括以下步驟提供一硅襯底；在所述硅襯底中形成相鄰的第一N阱與第二N阱；在所述第一N阱與第二N阱之間設(shè)置淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)下設(shè)置P阱，以隔開所述第一N阱與第二N阱；以及通過離子注入工藝分別在所述第一N阱與第二N阱下形成第一隔離P阱與第二隔離P阱。該方法使用高能量的離子注入工藝，分別在相鄰的兩個(gè)N阱下形成隔離P阱，從而阻止了漏電流流經(jīng)P阱下低阻抗的硅襯底，使漏電流主要流經(jīng)高阻抗的兩個(gè)N阱下的隔離P阱，使得兩相鄰N阱間的漏電流值大幅減小，擊穿電壓值也得到大幅提升。
文檔編號H01L21/265GK101882593SQ20091005069
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者余泳 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司