專利名稱：一種nor閃存器件的退火工藝及nor閃存器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及NOR閃存器件領域，尤其涉及一種NOR閃存器件的退火工藝以及采用該工藝制作的NOR閃存器件。
背景技術：
NOR閃存是市場上主要的非易失閃存技術之一。NOR閃存器件提供了高可靠性和快速讀取性能，是在手機和其他電子器件中進行代碼存儲與直接執(zhí)行的理想之選。NOR閃存器件制備過程中的退火工藝非常重要，在形成阱區(qū)的過程中，在離子注入之后要進行退火工藝改善摻雜原子的分布情況。除此之外，在形成閃存器件的其它工藝中，如將氧化膜調(diào)整為致密氧化膜等也要使用退火步驟。目前對于退火工藝也有許多改進的措施，如公開號為CN101872746A的中國專利提出采用ND3退火，使遂穿氧化層和硅襯底界面處的懸掛鍵可以被硅-氘鍵飽和，同時不穩(wěn)定的硅-氫鍵可以被硅-氘鍵取代，這樣就大大提高了界面處的電學特性，進而可以提高閃存器件可靠性。但目前的退火工藝大都恒溫退火方式，是以使晶片在某一溫度點停留一定時間的方式進行退火。如公開號為CN1797724A的中國專利公開了于氮氣環(huán)境中在700-1000°C進行10-30Min的退火的技術方案；授權公告號為CN100514607C的中國專利公開了于氮氣、真空或氫氣氣氛中在700-900°C溫度下進行退火的技術方案；這種退火方式會在晶片中殘留較多的應力。NOR閃存器件對ICCSB (靜態(tài)工作電流)的要求很高(ICCSB < 5 μ A,其他類似產(chǎn)品< 15 μ Α)。但在NOR閃存器件的制備過程中較多的退火工藝，退火有減少應力的作用，但是退火工藝中的L溫降溫過程同時又會對晶片產(chǎn)生應力，導致器件的ICCSB比較大，造成較高的ICCSB失效率。目前基本是通過客戶端更改光罩的相關電路版圖設計來降低ICCSB。而通過客戶端更改光罩的相關電路版圖設計來降低ICCSB的缺點在于涉及到新版光罩的功能驗證，需要的周期比較長，而且設計輸出新的光罩，成本比較高。另外，有的客戶設計能力相對薄弱，電路設計方面并不能有效的降低ICCSB。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種NOR閃存器件的退火工藝，能夠解決器件較大的ICCSB造成較高的ICCSB失效率的問題。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種NOR閃存器件的退火工藝，包括在半導體襯底上形成阱區(qū)，對所述阱區(qū)進行退火，其特征在于，所述退火是變溫退火，即是在退火氣氛下，將溫度從900-1000°C中某一溫度降至700-800 V中的某一溫度，完成對所述阱區(qū)的退火。進一步地，降溫是從950°C降至750°C。進一步地，降溫是從1000°C降至800°C。進一步地，降溫是從900°C降至700°C。進一步地，降溫速度為:1_5°C /Min。
進一步地，降溫速度優(yōu)選為2.50C /Min。進一步地，對阱區(qū)進行退火的時間為40_200Min。進一步地，退火時間優(yōu)選為90Min。進一步地，退火氣氛為N2和O2。進一步地，N2氣氛的流量為15L/Min，O2氣氛的流量為0.8-1.25L/Min。進一步地，所述形成阱區(qū)的工藝包括首先定義出有源區(qū)，然后通過光刻和注入定義出不同功能的阱區(qū)，不同功能的阱區(qū)包括高壓P/N阱區(qū)和低壓P/N阱區(qū)，在定義出不同功能阱區(qū)之后的整體推阱工藝。本發(fā)明同時提供了采用上述退火工藝制作的NOR閃存器件。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是以單步工藝優(yōu)化有效降低NOR閃存器件的ICCSB，從而有效地降低NOR閃存器件的失效率，不需要更改光罩的相關電路版圖設計，驗證周期短且不會增加額外的成本。


圖1是本發(fā)明實施例中NOR閃存器件的退火工藝流程圖。圖2是本發(fā)明具體實施方式
提供的降溫速度改變?nèi)〉玫男Ч麍D。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部結構。在本發(fā)明實施例中，形成NOR閃存器件的工藝步驟包括:首先在半導體襯底上形成有源區(qū)如附圖1中的步驟101，然后通過光刻和注入定義出不同功能的阱區(qū)如附圖1中的步驟102，不同功能的阱區(qū)包括高壓P/N阱區(qū)和低壓P/N阱區(qū)，在定義出不同功能阱區(qū)之后進行整體推阱工藝。形成有源區(qū)的步驟可以包括在半導體襯底上沉積SiN層，半導體襯底可以為硅
(Si)、硅鍺(SiGe)、絕緣層上覆硅(SOI)、絕緣層上覆硅鍺(SG0I)、絕緣層上覆鍺(G0I)。然后采用照相的方式將光罩的圖案轉移到晶片上，采用淺溝槽隔離(STI)刻蝕的方式蝕刻出圖案，之后沉積高密度等離子體(HDP)氧化物層，再采用反向刻蝕的方式刻蝕出有源區(qū)結構，最后采用STI化學機械拋光(CMP)的方式使晶片表面平坦化。采用離子注入的方式可形成不同功能的阱區(qū)，不同功能的阱區(qū)包括高壓P/N阱區(qū)和低壓P/N阱區(qū)，在定義出不同功能阱區(qū)之后進行整體推阱工藝。以上是形成閃存器件阱區(qū)的工藝，完成推阱之后為了改善摻雜原子在晶片中的分布狀態(tài)，進行退火工藝，如附圖1中的步驟103和104。在實施退火工藝時，為了提高退火的效果，降低ICCSB的值，進而降低失效率，本發(fā)明采用了如下的具體實施例:具體實施例一:退火的工藝是首先將晶片置于950°C溫度中，在退火氣氛下，以2.5°C /Min的降溫速度將溫度降至750°C，整個過程需要90Min，先以2.5°C /Min的降溫速度將溫度由950°C勻速降至750°C附近，如760°C左右，之后可以放慢降溫速度，保證溫度穩(wěn)定達到750°C。以大量的試驗研究發(fā)現(xiàn)，以較慢的降溫速度逐步降溫的方式進行退火能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB，其中以2.5°C /Min的降溫速度降溫取得的效果最佳，測試得到器件的ICCSB值最低。由附圖2可以看出，采用2.50C /Min的降溫速度進行退火得到的ICCSB值大都低于5 μ Α,能夠滿足器件性能的需要，并且可以兼顧不提高工序時長，進而不提高成本。同時發(fā)現(xiàn)退火溫度由950°C降至750°C是一對較佳的值。退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和O2，其中的N2流量為:一進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為0.8-1.25L/Min。具體實施例二:退火的工藝是將晶片在950°C溫度中，在退火氣氛下，以5°C /Min的降溫速度將溫度降至750°C，整個過程需要40Min，以逐步降溫的方式進行退火，能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB。退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和O2，其中的N2流量為:一進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為0.8-1.25L/Min。具體實施例三:退火的工藝是首先將晶片置于950°C溫度中，在退火氣氛下，以1°C /Min的降溫速度將溫度降至750°C，整個過程需要200Min。以較慢的降溫速度逐步降溫的方式進行退火能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB。退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和O2，其中的N2流量為:一進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為0.8-1.25L/Min。具體實施例四:退火的工藝是將晶片在1000°C溫度中，在退火氣氛下，以2.50C /Min的降溫速度將溫度降至800°C，整個過程需要90Min，先以2.5°C /Min的降溫速度將溫度由1000°C勻速降至800°C附近，如790°C左右，之后放慢降溫速度，保證溫度穩(wěn)定達到800°C。以大量的試驗研究發(fā)現(xiàn)，以較慢的降溫速度逐步降溫的方式進行退火能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB，其中以2.50C /Min的降溫速度降溫取得的效果最佳，測試得到器件的ICCSB值最低，并且可以兼顧提聞器件的性能和不提聞工序時長，進而不提聞成本。退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和O2，其中的N2流量為:一個進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為0.8-1.25L/Min。具體實施例五:退火的工藝是將晶片在900°C中，在退火氣氛下，以2.50C /Min的降溫速度將溫度降至700°C，整個過程需要90Min，先以2.5°C /Min的降溫速度將溫度由900°C勻速降至700°C附近，如710°C左右，之后放慢降溫速度，保證溫度穩(wěn)定達到700°C。以大量的試驗研究發(fā)現(xiàn)，以較慢的降溫速度逐步降溫的方式進行退火能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB，其中以2.50C /Min的降溫速度降溫取得的效果最佳，測試得到器件的ICCSB值最低，并且可以兼顧提聞器件的性能和不提聞工序時長，進而不提聞成本。
退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和O2，其中的N2流量為:一進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為0.8-1.25L/Min。具體實施例六:退火的工藝是首先將晶片置于1000°C溫度中，在退火氣氛下，以1°C /Min的降溫速度將溫度降至800°C，整個過程需要200Min。以較慢的降溫速度逐步降溫的方式進行退火能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB。退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和O2，其中的N2流量為:一進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為0.8-1.25L/Min。具體實施例七:退火的工藝是將晶片在1000°C溫度中，在退火氣氛下，以5°C /Min的降溫速度將溫度降至800°C，整個過程需要40Min，以逐步降溫的方式進行退火，能夠減少晶片中的應力，降低器件的ICCSB。退火是在連續(xù)爐中進行，采用的退火氣氛為N2和02，其中的N2流量為:一進氣口 N2的流量N2 (I)為2L/Min，另一進氣口 N2的流量N2 (2)為15_18L/Min ；02的流量為
0.8-1.25L/Min。具體實施例八:一種閃存器件，包括在半導體襯底上形成的有源區(qū)，以及通過光刻和注入定義出的不同功能的阱區(qū)，不同功能的阱區(qū)包括高壓P/N阱區(qū)和低壓P/N阱區(qū)，在定義出不同功能阱區(qū)之后進行整體推阱工藝，完成推阱之后為了改善摻雜原子在晶片中的分布狀態(tài)，進行退火工藝。退火工藝采用具體實施例1-7中的任一工藝進行。本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
權利要求
1.一種NOR閃存器件的退火工藝，包括: 在半導體襯底上形成阱區(qū)， 對所述阱區(qū)進行退火，其特征在于，所述退火是變溫退火，即是在退火氣氛下，將溫度從900-1000°C中的某一溫度降至700-800°C中的某一溫度，完成對所述阱區(qū)的退火。
2.根據(jù)權利要求1所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述降溫是從950°C降至750°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述降溫是從1000 °C 降至 800 °C。
4.根據(jù)權利要求1所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述降溫是從900°C降至700 °C。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述的降溫速度為:1_5°C /Min。
6.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述的降溫速度為:2.50C /Min。
7.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，對阱區(qū)進行退火的時間為40-200Min。
8.根據(jù)權利要求7所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，對阱區(qū)進行退火的時間為90Min。
9.根據(jù)權利要求1-4所中任一項所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述的退火氣氛為N2和O2。
10.根據(jù)權利要求9所述的NOR閃存器件的退火工藝，其特征在于，所述N2氣氛的流量為 15-18L/Min，O2 氣氛的流量為 0.8-1.25L/Min。
11.一種NOR閃存器件，其特征在于，制作其的過程中采用權利要求1-10中任一項所述的NOR閃存器件的退火工藝進行退火。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種NOR閃存器件的退火工藝，該工藝包括在形成阱區(qū)的過程中，以變溫的方式退火，具體為將溫度以從950℃降至750℃，且以較慢優(yōu)選為2.5℃/Min的速度降低溫度。本發(fā)明還公開了一種采用該工藝制作的閃存器件。該發(fā)明通過單步工藝優(yōu)化就能大幅度降低NOR閃存器件的靜態(tài)工作電流，從而大幅度地降低NOR閃存器件的失效率。
文檔編號H01L27/115GK103077927SQ20131001080
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權日2013年1月11日
發(fā)明者王輝, 黃兆興 申請人:無錫華潤上華科技有限公司