專利名稱：一種制作p型金屬氧化物半導體的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體芯片制造工藝技術領域，尤其涉及一種制作P型金屬氧化物半
導體的方法。
背景技術：
源漏擊穿電壓(BVds)是指柵源電壓Vgs—定時，PMOS正常工作所能承受的最大漏 源電壓，即PMOS的極限工作電壓。 一旦工作電壓超過BVds就可能引起PMOS的損壞，因此 BVds對PMOS管來說是一個很重要的電性參數(shù)，PMOS可以達到的BVds越高，則該PMOS管的 性能越好。 BVds的高低與PMOS的制作工藝相關，傳統(tǒng)制作工藝主要包括四個步驟，即N阱注 入、PMOS的閾值電壓(簡稱VTP)注入、柵極制作以及源漏注入，在使用產品的過程中發(fā)現(xiàn)， 利用傳統(tǒng)制造工藝得到的PMOS的BVds相對較低，在使用過程中，很容易被擊穿，從而引起 PMOS的損壞，因此，如何提高PMOS的BVds，是目前業(yè)界普通關注的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供了一種制作P型金屬氧化物半導體的方法，用以提高P型金屬 氧化物半導體的擊穿電壓。
本發(fā)明實施例提供了一種制作P型金屬氧化物半導體的方法，包括如下步驟
對硅片進行磷離子注入以及砷離子注入，形成N阱； 對所述形成N阱后的硅片進行P型金屬氧化物半導體PMOS閾值電壓VTP注入；
對經過所述VTP注入的硅片進行柵極制作；
對經過所述柵極制作的硅片進行源漏注入。 通過本發(fā)明實施例提供的上述技術方案，在制作PMOS的過程中，通過兩次N阱注 入，即第一次注入N型離子中的磷離子，第二次注入N型離子中比磷離子原子量大一倍多的 砷離子，由于砷離子的原子量較磷離子的原子量大很多，因此，注入砷離子的深度小并且不 宜擴散，多集中在硅片的表層，從而使得硅片表層的離子濃度與傳統(tǒng)工藝制作出的PMOS表 層的離子濃度相比大很多，進而大大提高了源漏擊穿電壓。


圖1為本發(fā)明實施例中制作PMOS的工藝流程圖； 圖2為本發(fā)明實施例中對硅片進行第一次N阱注入的示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例中對圖2所示硅片注入砷離子后的示意圖； 圖4為本發(fā)明實施例中對圖3所示硅片進行VTP注入后的示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例中對圖4所示硅片生長柵極氧化層后的示意圖； 圖6為本發(fā)明實施例中對圖5所示硅片生長多晶硅后的示意圖； 圖7為本發(fā)明實施例中對圖6所示硅片進行柵極光刻及刻蝕后的示意 圖8為本發(fā)明實施例中對圖7所示硅片進行源漏注入后的示意圖。
具體實施例方式
為了提高P型金屬氧化物半導體的擊穿電壓，本發(fā)明實施例提出了一種制作P型 金屬氧化物半導體的方法，下面結合說明書附圖對本發(fā)明實施例的主要實現(xiàn)原理、具體實 施過程及其對應能夠達到的有益效果進行詳細的闡述。 在實施本發(fā)明實施例之前，對PMOS的傳統(tǒng)制作工藝進行了研究，發(fā)現(xiàn)阱注入的過 程對PM0S的源漏擊穿電壓BVds有著關鍵影響，因為阱注入過程直接關系著PMOS溝道表面 的離子濃度， 一般溝道表面的離子濃度越低，隨著施加的柵電壓Vg的增大，PMOS溝道表面 的載流子空穴減小的越快，相應地，電子積累的越快，這樣溝道表面越容易形成反型，從而 使得BVds相對較低。因此，增加PMOS溝道表面的離子濃度是提高PMOS的BVds的一個有 效手段。 本發(fā)明實施例根據(jù)總結出的上述規(guī)律，對傳統(tǒng)制作工藝進行了改進，通過兩次N 阱注入調節(jié)PMOS表面的離子濃度，并且第二次N阱注入時選用的離子也與第一次N阱注入 時選用的離子有所不同。具體地，本發(fā)明實施例中，采用的初始材料片為P型硅襯底，工藝 流程如圖1所示，包括如下步驟
步驟101、第一次N阱注入。 該步驟的具體過程如圖2所示，使用中束流離子注入機臺對硅片進行N型離子例 如磷離子的注入，注入的磷離子劑量為1. 1E13iom/cnT2(該值為通過實驗得到的經驗值)， 注入能量為160Kev(該值是根據(jù)注入的離子類型以及注入劑量確定的)。
步驟102、第二次N阱注入。 該步驟的注入方法與步驟101的注入方法一致，也是使用中束流離子注入機臺對 硅片進行N型離子注入，但該步驟選用的N型離子為砷離子，注入的砷離子劑量為3E11 iom/ cm'2(該值為通過實驗得到的經驗值)，注入能量為70Kev(該值是根據(jù)注入的離子類型以 及注入劑量確定的)。 該步驟中，選用的砷離子的原子量為75，而第一次N阱注入時選用的磷離子的原 子量僅為35，因此，通過本次N阱注入，由于砷離子的原子量很大，因此注入硅片的深度小， 并且注入后不易擴散，如圖3所示，注入的砷離子多集中在硅片表層，其中，圖3所示的為砷 離子濃度較高的部分，實際應用中，砷離子從硅片表面向下濃度逐漸減小，并且可到達的深 度較小。 步驟103、VTP注入。 該步驟的具體過程如圖4所示，利用涂膠機在圖3所示的硅片表面涂上光刻膠，使 用預先制作好的VTP光刻版進行曝光，顯影，注入P型離子例如二氟化硼離子，注入劑量為 3. 5E12iom/cnT2(該值為通過實驗得到的經驗值)，注入能量為60Kev (該值是根據(jù)注入的 離子類型以及注入劑量確定的)。 進一步地，完成上述過程之后，利用硫酸與雙氧水的混合溶液去除涂在硅片表面 的光刻膠，以進行下一步的處理。
步驟104、柵極制作。
該步驟的具體過程包括
將圖4所示的硅片在去除涂在表面的光刻膠后，置于90(TC的臥式爐管里，通入氧 氣和二氯乙烯，在硅片上生長570埃的柵極氧化層，生長柵極氧化層后的硅片如圖5所示；
將圖5所示的硅片置于90(TC的臥式爐管里，在硅片表面淀積生長出3500埃的多 晶硅，生長多晶硅后的硅片如圖6所示； 對圖6所示的硅片進行柵極光刻及刻蝕，形成柵極，經過柵極光刻及刻蝕后的硅 片如圖7所示，701即為形成的柵極。
步驟105、源漏注入。
該步驟的具體過程包括 利用涂膠機在圖7所示的硅片表面涂上光刻膠，使用預先制作好的光刻版進行曝 光，顯影，以定義PM0S的源區(qū)和漏區(qū)，如圖8所示，801和802分別為經過上述過程定義出的 PMOS的源區(qū)和漏區(qū)，其中，源區(qū)和漏區(qū)為對稱區(qū)域，可以互換； 使用中束流離子注入機臺對定義的源區(qū)和漏區(qū)進行P型離子例如硼離子的注入， 注入劑量為8E12ion/cnT2(該值為通過實驗得到的經驗值)，注入能量為40Kev(該值是根 據(jù)注入的離子類型以及注入劑量確定的)。 通過本發(fā)明實施例提供的上述方法，在制作PMOS的過程中，通過兩次N阱注入，即 第一次注入N型離子中的磷離子，第二次注入N型離子中比磷離子原子量大一倍多的砷離 子，由于砷離子的原子量較磷離子的原子量大很多，因此，注入砷離子的深度小并且不宜擴 散，多集中在硅片的表層，從而使得硅片表層的離子濃度與傳統(tǒng)工藝制作出的PMOS表層的 離子濃度相比大很多，進而大大提高了源漏擊穿電壓。 顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動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)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種制作P型金屬氧化物半導體的方法，其特征在于，包括對硅片進行磷離子注入以及砷離子注入，形成N阱；對所述形成N阱后的硅片進行P型金屬氧化物半導體PMOS閾值電壓VTP注入；對經過所述VTP注入的硅片進行柵極制作；對經過所述柵極制作的硅片進行源漏注入。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，對硅片進行磷離子注入以及砷離子注入，包括使用中束流離子注入機臺對所述硅片進行磷離子注入，注入能量為160Kev，注入劑量 為1. 1E13iom/cm'2 ;使用中束流離子注入機臺對經過磷離子注入的硅片進行砷離子注入，注入能量為 70Kev，注入劑量為3E11 iom/cnf2。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述形成N阱后的硅片進行P型金屬氧化 物半導體PMOS閾值電壓VTP注入，包括利用涂膠機在所述形成N阱后的硅片表面涂上光刻膠，使用預先制作好的VTP光刻版 進行曝光，顯影，注入P型離子。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述P型離子為二氟化硼離子，注入能量為 60Kev，注入劑量為3. 5E12 iom/cnf2。
5. 如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，對所述形成N阱后的硅片進行P型金屬 氧化物半導體PM0S閾值電壓VTP注入后，還包括利用硫酸與雙氧水的混合溶液去除涂在硅片表面的光刻膠。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，對經過所述VTP注入的硅片進行柵極制作， 包括在所述硅片表面依次生長第一設定厚度的柵極氧化層以及第二設定厚度的多晶硅； 對生長所述柵極氧化層以及多晶硅后的硅片進行柵極光刻以及刻蝕。
7. 如權利要求1或6所述的方法，其特征在于，對經過所述柵極制作的硅片進行源漏注 入，包括利用涂膠機在經過所述柵極制作的硅片表面涂上光刻膠，使用預先制作好的光刻版進 行曝光，顯影，注入P型離子。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述P型離子為硼離子，注入能力為40Kev， 注入劑量為8E12ion/cnT2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作P型金屬氧化物半導體的方法，包括對硅片進行磷離子注入以及砷離子注入，形成N阱；對所述形成N阱后的硅片進行P型金屬氧化物半導體PMOS閾值電壓VTP注入；對經過所述VTP注入的硅片進行柵極制作；對經過所述柵極制作的硅片進行源漏注入。通過本發(fā)明實施例提供的上述技術方案，在制作PMOS的過程中，通過再次注入N型離子中比磷離子原子量大一倍多的砷離子，從而使得硅片表面的離子濃度與傳統(tǒng)工藝制作出的PMOS表面的離子濃度相比大很多，進而大大提高了源漏擊穿電壓。
文檔編號H01L21/336GK101770955SQ20081024707
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權日2008年12月31日
發(fā)明者李若加, 譚志輝, 黎智 申請人:北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司