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消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及消除天線效應(yīng)的方法

文檔序號(hào):6960256閱讀:1189來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及消除天線效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及消除天線效應(yīng)的方法。
背景技術(shù)
在超大規(guī)模集成電路的制備過(guò)程中,通常需大量使用高密度等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(HDPECVD,High Density Plasma Enhanced Deposition)以及等離子體刻蝕 (plasma etching)技術(shù)。而在高密度等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或等離子體刻蝕過(guò)程中, 會(huì)產(chǎn)生游離電荷,當(dāng)刻蝕導(dǎo)體(金屬或多晶硅)的時(shí)候,裸露的導(dǎo)體表面就會(huì)收集游離電荷。如果積累了電荷的導(dǎo)體直接連接到器件的柵極上,就會(huì)在多晶硅柵下的薄氧化層形成柵極漏電流(gate leakge),當(dāng)積累的電荷超過(guò)一定數(shù)量時(shí),這種柵極漏電流會(huì)損傷柵氧化層,從而使器件甚至整個(gè)芯片的可靠性和壽命嚴(yán)重的降低。通常將這種情況稱為等離子損傷(PID, Plasma Induced Damage),又稱為天線效應(yīng)(PAE, Process Antenna Effect)。一般情況下,芯片發(fā)生天線效應(yīng)的機(jī)率由“天線比率”(antenna ratio)來(lái)衡量。 “天線比率”的定義是構(gòu)成所謂“天線”的導(dǎo)體(一般是金屬)的面積與所相連的柵氧化層面積的比率。隨著半導(dǎo)體集成電路制備工藝技術(shù)的發(fā)展,柵氧化層的尺寸越來(lái)越小,金屬的層數(shù)越來(lái)越多,因而發(fā)生天線效應(yīng)的可能性就越大。為了保證半導(dǎo)體器件的性能,需采取措施解決天線效應(yīng)?,F(xiàn)有的解決天線效應(yīng)的方法是添加天線器件,即給構(gòu)成所謂“天線”的導(dǎo)體加上反偏二極管,通過(guò)給直接連接到柵的存在天線效應(yīng)的金屬層接上反偏二極管,形成一個(gè)電荷泄放回路,累積電荷就對(duì)柵氧構(gòu)不成威脅,從而消除了天線效應(yīng)。具體地,對(duì)于PMOS晶體管,通常采用P+/N阱形成反偏二極管,對(duì)于NMOS晶體管,通常采用N+/P阱形成反偏二極管。然而,現(xiàn)有的解決天線效應(yīng)的方法存在以下缺點(diǎn)和不足之處1)由于一個(gè)晶體管只對(duì)應(yīng)一個(gè)反偏二極管,因而只能消除一種類型的電荷(正電荷或負(fù)電荷),而游離電荷通常是兩種類型的電荷并存,因此,不能完全消除游離電荷;2)當(dāng)MOS晶體管為了實(shí)現(xiàn)某種要求,而需反向偏置時(shí),所述反偏二極管將會(huì)導(dǎo)通, 從而影響MOS晶體管的正常工作。因此,有必要對(duì)現(xiàn)有的解決天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及消除天線效應(yīng)的方法進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及消除天線效應(yīng)的方法,以更好地消除MOS晶體管存在的天線效應(yīng)。為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提出一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),用于消除半導(dǎo)體集成電路中的MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,其中,所述半導(dǎo)體集成電路制備在半導(dǎo)體襯底上,所述半導(dǎo)體集成電路包括多層金屬互連線,所述MOS晶體管的柵極與所述多層金屬互連線相連,該消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)包括
保險(xiǎn)絲,包括第一端及第二端,所述第一端與所述柵極相連;第一反偏二極管,包括正極及負(fù)極,其負(fù)極與所述保險(xiǎn)絲的第二端相連,其正極接地;第二反偏二極管,包括正極及負(fù)極,其正極與所述保險(xiǎn)絲的第二端相連,其負(fù)極接地;以及脈沖電源,當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端, 所述保險(xiǎn)絲熔斷??蛇x的,所述保險(xiǎn)絲呈中間細(xì)兩端粗的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)??蛇x的,所述保險(xiǎn)絲為多晶硅或金屬線。可選的,所述半導(dǎo)體襯底上制備有P阱及N阱,所述MOS晶體管制備在所述P阱或 N阱中??蛇x的,所述第一反偏二極管為N+/P阱二極管??蛇x的,所述第二反偏二極管為P+/N阱二極管。同時(shí),為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明還提出一種消除天線效應(yīng)的方法,利用上述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)消除MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,該方法包括如下步驟當(dāng)所述MOS晶體管處于制備過(guò)程中,所述保險(xiǎn)絲連接所述柵極與所述第一反偏二極管及第二反偏二極管,積累在所述MOS晶體管上的游離電荷通過(guò)所述第一反偏二極管及第二反偏二極管進(jìn)行泄放;當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷,所述第一反偏二極管及所述第二反偏二極管與所述柵極斷開(kāi)??蛇x的,所述保險(xiǎn)絲呈中間細(xì)兩端粗的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)??蛇x的,所述保險(xiǎn)絲為多晶硅或金屬線??蛇x的,所述半導(dǎo)體襯底上制備有P阱及N阱,所述MOS晶體管制備在所述P阱或 N阱中。可選的,所述第一反偏二極管為N+/P阱二極管??蛇x的,所述第二反偏二極管為P+/N阱二極管。本發(fā)明由于采用上述的技術(shù)方案,使之與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)本發(fā)明提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)包括兩種類型的反偏二極管,因此,可同時(shí)消除在集成電路制備過(guò)程中積累在MOS晶體管上的兩種類型的游離電荷,從而可以更徹底地消除天線效應(yīng);2)本發(fā)明提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)包括保險(xiǎn)絲,在集成電路的制備過(guò)程中,所述保險(xiǎn)絲連接所述柵極與所述第一反偏二極管及第二反偏二極管,從而使得積累在所述 MOS晶體管上的游離電荷通過(guò)所述第一反偏二極管及第二反偏二極管進(jìn)行泄放;而當(dāng)集成電路制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷,所述第一反偏二極管及所述第二反偏二極管與所述柵極斷開(kāi);從而不會(huì)對(duì)MOS晶體管的工作造成影響。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)及消除天線效應(yīng)的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。 需說(shuō)明的是,附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率,僅用于方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于,提供一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括保險(xiǎn)絲、第一反偏二極管、第二反偏二極管以及脈沖電源,所述保險(xiǎn)絲的一端與MOS晶體管的柵極相連, 其另一端與所述第一反偏二極管的負(fù)極以及第二反偏二極管的正極相連,所述第一反偏二極管的正極以及所述第二反偏二極管的負(fù)極接地,并且當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷;從而可消除所述MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,并且不會(huì)影響MOS晶體管的工作;同時(shí),本發(fā)明還提供一種消除天線效應(yīng)的方法,該方法采用上述消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)泄放所述MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,并且當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,斷開(kāi)所述保險(xiǎn)絲,從而避免了天線效應(yīng),并且不會(huì)影響MOS晶體管的工作。請(qǐng)參考圖1,圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)的示意圖,如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),用于消除半導(dǎo)體集成電路中的MOS晶體管 100在制備過(guò)程中積累的游離電荷,其中,所述半導(dǎo)體集成電路制備在半導(dǎo)體襯底上,所述半導(dǎo)體集成電路包括多層金屬互連線110,所述MOS晶體管100的柵極G與所述多層金屬互連線110相連,該消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)包括保險(xiǎn)絲120,包括第一端及第二端,所述第一端與所述柵極G相連;第一反偏二極管121,包括正極及負(fù)極,其負(fù)極與所述保險(xiǎn)絲120的第二端相連, 其正極接地Vs ;第二反偏二極管122,包括正極及負(fù)極,其正極與所述保險(xiǎn)絲120的第二端相連, 其負(fù)極接地Vs;以及脈沖電源,當(dāng)所述MOS晶體管100制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲120 的兩端,所述保險(xiǎn)絲120熔斷。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)包括兩種類型的反偏二極管,因此,可同時(shí)消除在集成電路制備過(guò)程中積累在MOS晶體管上的兩種類型的游離電荷,從而可以更徹底地消除天線效應(yīng),并且本發(fā)明提供的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)包括保險(xiǎn)絲,當(dāng)所述集成電路制備完成后,所述保險(xiǎn)絲熔斷,使得所述第一反偏二極管及所述第二反偏二極管與所述柵極斷開(kāi),從而不會(huì)對(duì)MOS晶體管的工作造成影響。進(jìn)一步地,所述保險(xiǎn)絲120呈中間細(xì)兩端粗的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu),從而當(dāng)脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲120的兩端時(shí),所述保險(xiǎn)絲120從中部熔斷。進(jìn)一步地,所述保險(xiǎn)絲120為多晶硅或金屬線,從而與集成電路的制備工藝兼容。進(jìn)一步地,所述半導(dǎo)體襯底上制備有P阱及N阱,所述MOS晶體管100制備在所述 P阱或N阱中。進(jìn)一步地,所述第一反偏二極管121為N+/P阱二極管。進(jìn)一步地,所述第二反偏二極管122為P+/N阱二極管。
同時(shí),本發(fā)明還提出一種消除天線效應(yīng)的方法,利用上述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)消除MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,該方法包括如下步驟當(dāng)所述MOS晶體管處于制備過(guò)程中,所述保險(xiǎn)絲連接所述柵極與所述第一反偏二極管及第二反偏二極管,積累在所述MOS晶體管上的游離電荷通過(guò)所述第一反偏二極管及第二反偏二極管進(jìn)行泄放;當(dāng)所述MOS晶體管處于工作狀態(tài)時(shí),所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷,所述第一反偏二極管及所述第二反偏二極管與所述柵極斷開(kāi)。進(jìn)一步地,所述保險(xiǎn)絲呈中間細(xì)兩端粗的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地,所述保險(xiǎn)絲為多晶硅或金屬線。 進(jìn)一步地,所述半導(dǎo)體襯底上制備有P阱及N阱,所述MOS晶體管制備在所述P阱或N阱中。進(jìn)一步地,所述第一反偏二極管為N+/P阱二極管。進(jìn)一步地,所述第二反偏二極管為P+/N阱二極管。綜上所述,本發(fā)明提供了一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括保險(xiǎn)絲、第一反偏二極管、第二反偏二極管以及脈沖電源,所述保險(xiǎn)絲的一端與MOS晶體管的柵極相連,其另一端與所述第一反偏二極管的負(fù)極以及第二反偏二極管的正極相連,所述第一反偏二極管的正極以及所述第二反偏二極管的負(fù)極接地,并且當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷;從而可消除所述MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,并且不會(huì)影響MOS晶體管的工作;同時(shí),本發(fā)明還提供了一種消除天線效應(yīng)的方法,該方法采用上述消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)泄放所述MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,并且當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,斷開(kāi)所述保險(xiǎn)絲,從而避免了天線效應(yīng), 并且不會(huì)影響MOS晶體管的工作。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),用于消除半導(dǎo)體集成電路中的MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,其中,所述半導(dǎo)體集成電路制備在半導(dǎo)體襯底上,所述半導(dǎo)體集成電路包括多層金屬互連線,所述MOS晶體管的柵極與所述多層金屬互連線相連,其特征在于,包括保險(xiǎn)絲,包括第一端及第二端,所述第一端與所述柵極相連;第一反偏二極管,包括正極及負(fù)極,其負(fù)極與所述保險(xiǎn)絲的第二端相連,其正極接地;第二反偏二極管,包括正極及負(fù)極,其正極與所述保險(xiǎn)絲的第二端相連,其負(fù)極接地;以及 脈沖電源,當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷。
2.如權(quán)利要求1所述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),其特征在于,所述保險(xiǎn)絲呈中間細(xì)兩端粗的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),其特征在于,所述保險(xiǎn)絲為多晶硅或金屬線。
4.如權(quán)利要求1所述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),其特征在于,所述半導(dǎo)體襯底上制備有P 阱及N阱,所述MOS晶體管制備在所述P阱或N阱中。
5.如權(quán)利要求4所述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),其特征在于,所述第一反偏二極管為N+/ P阱二極管。
6.如權(quán)利要求4所述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),其特征在于,所述第二反偏二極管為P+/N阱二極管。
7.一種消除天線效應(yīng)的方法,利用權(quán)利要求1所述的消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu)消除在制備過(guò)程中積累的游離電荷,其特征在于,包括如下步驟當(dāng)所述MOS晶體管處于制備過(guò)程中,所述保險(xiǎn)絲連接所述柵極與所述第一反偏二極管及第二反偏二極管,積累在所述MOS晶體管上的游離電荷通過(guò)所述第一反偏二極管及第二反偏二極管進(jìn)行泄放;當(dāng)所述MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在所述保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷,所述第一反偏二極管及所述第二反偏二極管與所述柵極斷開(kāi)。
8.如權(quán)利要求7所述的消除天線效應(yīng)的方法,其特征在于,所述保險(xiǎn)絲呈中間細(xì)兩端粗的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的消除天線效應(yīng)的方法,其特征在于,所述保險(xiǎn)絲為多晶硅或金屬線。
10.如權(quán)利要求7所述的消除天線效應(yīng)的方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體襯底上制備有 P阱及N阱,所述MOS晶體管制備在所述P阱或N阱中。
11.如權(quán)利要求10所述的消除天線效應(yīng)的方法,其特征在于,所述第一反偏二極管為N+/P阱二極管。
12.如權(quán)利要求10所述的消除天線效應(yīng)的方法,其特征在于,所述第二反偏二極管為PVN阱二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種消除天線效應(yīng)的結(jié)構(gòu),包括保險(xiǎn)絲、第一反偏二極管、第二反偏二極管及脈沖電源,所述保險(xiǎn)絲的一端與MOS晶體管的柵極相連,另一端與所述第一反偏二極管的負(fù)極及第二反偏二極管的正極相連,所述第一反偏二極管的正極及第二反偏二極管的負(fù)極接地,當(dāng)MOS晶體管制備完成后,所述脈沖電源加在保險(xiǎn)絲的兩端,所述保險(xiǎn)絲熔斷;從而可消除MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,且不會(huì)影響MOS晶體管的工作;同時(shí),本發(fā)明還公開(kāi)了一種消除天線效應(yīng)的方法,該方法采用上述結(jié)構(gòu)泄放MOS晶體管在制備過(guò)程中積累的游離電荷,且當(dāng)MOS晶體管制備完成后,斷開(kāi)所述保險(xiǎn)絲,從而既避免了天線效應(yīng),又不會(huì)影響MOS晶體管的工作。
文檔編號(hào)H01L27/02GK102569289SQ20101061021
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者張莉菲 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
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