專利名稱：提高擊穿電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高擊穿電壓的方法。
背景技術(shù)：
晶體管的擊穿電壓(Breakdown voltage)是指在柵極接地的情況下,流過(guò)漏源極電流為特定值時(shí)的漏源電壓，其中晶體管擊穿前能連續(xù)加在漏源極的最高瞬間的電壓值。擊穿電壓是衡量晶體管耐壓程度的關(guān)鍵參數(shù)，其越大代表晶體管的耐壓性能越好。對(duì)于工作在高壓或高頻的功率的晶體管來(lái)說(shuō)，擊穿電壓顯得尤為重要，現(xiàn)常用的功率晶體管為HVNMOSo例如，在嵌入式閃存高壓量測(cè)時(shí)，可以偵測(cè)閃存擦寫(xiě)動(dòng)作的高壓上限區(qū)域，如果晶體管的擊穿電壓小于閃存擦寫(xiě)動(dòng)作的高壓上限區(qū)域，閃存模塊在擦寫(xiě)過(guò)程中被擊穿，使得整個(gè)器件不能用，產(chǎn)能大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高擊穿電壓的方法，以提高擊穿電壓，提高產(chǎn)能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種提高擊穿電壓的方法，在嵌入式閃存高壓量測(cè)前，將晶體管的柵極和源極接地，漏極加一電流以在漏極產(chǎn)生橫向電場(chǎng)。作為優(yōu)選所述電流大于2毫安。作為優(yōu)選所述晶體管為HVNMOS。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在嵌入式閃存高壓量測(cè)前，在晶體管漏極加電流，通過(guò)漏極附近的碰撞電離效應(yīng)而形成最大通道橫向電場(chǎng)，使得漏極區(qū)一些高能熱載流子注入入到柵氧層而產(chǎn)生一些電子空穴對(duì)，進(jìn)而導(dǎo)致漏極區(qū)向柵極移動(dòng)的熱載流子的速率和飽和速率下降，使得晶體管擊穿電壓增大，使得HVNMOS晶體管的擊穿電壓大于閃存擦寫(xiě)動(dòng)作的高壓上限區(qū)域，進(jìn)而完成HVNMOS的閃存擦寫(xiě)動(dòng)作，提高HVNMOS器件的產(chǎn)能。


圖I是本發(fā)明熱載流子退化模型的示意圖；圖2是本發(fā)明擊穿電壓變大示意圖；圖3是本發(fā)明晶體管在閃存擦寫(xiě)時(shí)的電壓曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。本發(fā)明提供一種提高擊穿電壓的方法，在嵌入式閃存高壓量測(cè)前，將晶體管的柵極和源極接地，漏極加一電流。優(yōu)選的，所述電流大于2毫安。所述晶體管為HVNM0S。由于加一個(gè)電流在HVNMOS上，HVNMOS被電流強(qiáng)化過(guò)后，會(huì)在漏極產(chǎn)生最大通道橫向電場(chǎng)以及在柵極與柵氧界面產(chǎn)生缺陷，根據(jù)U=I. R，導(dǎo)致產(chǎn)生高的擊穿電壓。在本實(shí)施例中，如圖3所示，一個(gè)HVNMOS的擊穿電壓特性就從12. 9V變成13. 4V,從而使得HVNMOS晶體管的擊穿電壓大于閃存擦寫(xiě)動(dòng)作的高壓上限區(qū)域，進(jìn)而完成HVNMOS 的閃存擦寫(xiě)動(dòng)作，提高了 HVNMOS器件的產(chǎn)能。HVNMOS被電流強(qiáng)化過(guò)后，會(huì)在漏極產(chǎn)生最大通道橫向電場(chǎng)，使得溝道有熱載流子效應(yīng)產(chǎn)生，熱載流子效應(yīng)表現(xiàn)為兩方面，其一是非線性的速度-電場(chǎng)關(guān)系Si中的載流子在高電場(chǎng)時(shí)即呈現(xiàn)出漂移速度飽和現(xiàn)象，這就是由于熱載流子發(fā)射光學(xué)波聲子(約0. 05eV)的結(jié)果。GaAs中的電子當(dāng)被電場(chǎng)“加熱”到能量kTe達(dá)到0. 31eV時(shí)(Te是所謂熱載流子溫度)，即從主能谷躍遷到次能谷，從而產(chǎn)生負(fù)阻現(xiàn)象。其二是碰撞電離效應(yīng)熱電子與晶格碰撞、并打破價(jià)鍵，即把價(jià)電子激發(fā)到導(dǎo)帶而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的一種作用，碰撞電離需要滿足能量和動(dòng)量守恒，所需要的能量Ei 3Eg/2，碰撞電離的程度可用所謂電離率a來(lái)表示，a與電場(chǎng)E有指數(shù)關(guān)系a =Aexp (-Ei/kTe)=A exp (-B/E)。當(dāng)倍增效應(yīng)很嚴(yán)重時(shí)，即導(dǎo)致產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象。請(qǐng)參閱圖I所示，下面以熱載流子退化模型來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，當(dāng)在晶體管漏極端加電流時(shí)，碰撞電離效應(yīng)產(chǎn)生，最大通道橫向電場(chǎng)發(fā)生在漏極方向，該最大通道橫向電場(chǎng)使得熱載流子趨向于漏極區(qū)與柵氧的Si-SiO2界面，產(chǎn)生界面缺陷，一些高能電子跨過(guò)漏極區(qū)與柵氧的Si-SiO2界面障礙注入到柵氧層，并通過(guò)碰撞和能量交換，在柵氧層產(chǎn)生一些電子空穴對(duì)，從而導(dǎo)致漏極區(qū)向柵極移動(dòng)的熱載流子的速率和飽和速率下降，使得晶體管擊穿電壓增大，如圖2所示，晶體管的擊穿電壓由原來(lái)曲線I變成曲線2。本發(fā)明在嵌入式閃存高壓量測(cè)前，在晶體管漏極加電流，通過(guò)漏極附近的碰撞電離效應(yīng)而形成最大通道橫向電場(chǎng)，使得漏極區(qū)一些高能熱載流子注入到柵氧層而產(chǎn)生一些電子空穴對(duì)，進(jìn)而導(dǎo)致漏極區(qū)向柵極移動(dòng)的熱載流子的速率和飽和速率下降，使得晶體管擊穿電壓增大，使得HVNMOS晶體管的擊穿電壓大于閃存擦寫(xiě)動(dòng)作的高壓上限區(qū)域，進(jìn)而完成HVNMOS的閃存擦寫(xiě)動(dòng)作，提高HVNMOS器件的產(chǎn)能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.ー種提高擊穿電壓的方法，其特征在于在嵌入式閃存高壓量測(cè)前，將晶體管的柵極和源極接地，漏極加ー電流以在漏極產(chǎn)生最大通道橫向電場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高擊穿電壓的方法，其特征在于所述電流大于2毫安。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高擊穿電壓的方法，其特征在于所述晶體管為HVNMOS。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高擊穿電壓的方法，其特征在于在嵌入式閃存高壓量測(cè)前，將晶體管的柵極和源極接地，漏極加一電流。通過(guò)漏極附近的碰撞電離效應(yīng)而形成最大通道橫向電場(chǎng)，使得漏極區(qū)一些高能熱載流子注入到柵氧層而產(chǎn)生一些電子空穴對(duì)，進(jìn)而導(dǎo)致漏極區(qū)向柵極移動(dòng)的熱載流子的速率和飽和速率下降，使得晶體管擊穿電壓增大，使得HVNMOS晶體管的擊穿電壓大于閃存擦寫(xiě)動(dòng)作的高壓上限區(qū)域，進(jìn)而完成HVNMOS的閃存擦寫(xiě)動(dòng)作，提高HVNMOS器件的產(chǎn)能。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102683216SQ201210143418
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者任棟梁, 李冰寒, 胡勇, 錢(qián)亮 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司