改善多晶硅退火工藝阻值均勻性的方法技術

本發明專利技術的改善多晶硅退火工藝阻值均勻性的方法，包括：提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一多晶硅層，并對所述多晶硅層進行離子注入；以及進行退火過程，在所述退火過程中一直通入氮氣；其中，所述退火過程包括進樣過程，在所述進樣過程中還通入氧氣，在所述進樣過程中溫度維持在一預定溫度，以在所述多晶硅層邊緣形成一氧化層。本發明專利技術中，在退火過程中預先通入一定量的氧氣，在退火過程中多晶硅層邊緣形成一層較薄的氧化層，保證在之后的退火過程中，邊緣的摻雜離子不會向外部擴散而流失，使得多晶硅層退火之后中心區域和邊緣區域的阻值均勻。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術的，包括：提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一多晶硅層，并對所述多晶硅層進行離子注入；以及進行退火過程，在所述退火過程中一直通入氮氣；其中，所述退火過程包括進樣過程，在所述進樣過程中還通入氧氣，在所述進樣過程中溫度維持在一預定溫度，以在所述多晶硅層邊緣形成一氧化層。本專利技術中，在退火過程中預先通入一定量的氧氣，在退火過程中多晶硅層邊緣形成一層較薄的氧化層，保證在之后的退火過程中，邊緣的摻雜離子不會向外部擴散而流失，使得多晶硅層退火之后中心區域和邊緣區域的阻值均勻?！緦＠f明】
本專利技術涉及半導體
，尤其涉及一種。
技術介紹
在集成電路工藝制程中經常采用多晶硅薄膜電阻，用于MOS柵結構中的多晶硅采用重摻雜以提高導電性，通常方塊電阻在25?50 Ω/SQ (方塊)。輕摻雜多晶薄膜一般為幾千到幾萬歐姆每方塊，通常在對多晶硅進行摻雜之后，都需要對多晶硅層進行退火處理，以克服離子注入過程形成的損傷并且活化摻雜的離子，使得多晶硅層的導電性更良好?，F有技術中對多晶硅層離子注入之后的半導體結構的剖面圖如圖1所示，在半導體襯底10上形成一多晶硅層20，經過離子注入過程在多晶硅層20內形成有摻雜離子30。經過退火過程之后，其半導體結構的剖面圖如圖2所示，在退火過程中，多晶硅層20的邊緣區域會先于中心區域被加熱，使得多晶硅層邊緣的離子會向外部擴散造成摻雜離子30的流失，使得邊緣區域的摻雜離子濃度小于中心區域的摻雜離子的濃度，從而使得多晶硅層20中心和邊緣的阻值不均勻，例如，多晶硅層20的邊緣由于摻雜離子流失，其方塊電阻比中心區域大20KQ/SQ。為了防止摻雜離子的擴散流失，在現有技術中，一些工藝過程中中會在多晶硅層上形成一層薄膜。然而在其它工藝中，出于產品設計的要求，不需要在多晶硅層上形成該層薄膜，從而無法防止摻雜離子的擴散流失，因此，對于不能利用該層薄膜防止摻雜離子的擴散流失的工藝，需要提供一種改善多晶硅薄膜退火工藝阻值均勻性的方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種，可以改善多晶硅層中心區域和邊緣區域的阻值均勻性。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種，包括:提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一多晶硅層，并對所述多晶硅層進行離子注入；以及進行退火過程，在所述退火過程中一直通入氮氣；其中，所述退火過程包括進樣過程，在所述進樣過程中還通入氧氣，在所述進樣過程中溫度維持在一預定溫度，以在所述多晶硅層邊緣形成一氧化層?？蛇x的，進樣過程中的控制在預定溫度為700°C -800°c?？蛇x的，通入氧氣的流量為0.3L/min-0.5L/min?？蛇x的，通入氧氣的時間為15min_20min?？蛇x的，所述氧化層的厚度為lnm-2nm0可選的，通入氮氣的流量為5L/min-20L/min。可選的，所述多晶娃層的厚度為250nm_350nm?？蛇x的，所述退火過程還包括升溫過程、退火過程、降溫過程和取樣過程?？蛇x的，所述退火過程中的升溫的溫度為800°C -900°C?？蛇x的，所述退火過程中的退火的時間為10min-20min。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點:本專利技術提供的，包括:提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一多晶硅層，并對所述多晶硅層進行離子注入；以及進行退火過程，在所述退火過程中一直通入氮氣；其中，所述退火過程包括進樣過程，在所述進樣過程中還通入氧氣，在所述進樣過程中溫度維持在一預定溫度，以在所述多晶硅層邊緣形成一氧化層。本專利技術中，在退火過程中預先通入一定量的氧氣，在退火過程中多晶硅層邊緣形成一層較薄的氧化層，保證在之后的退火過程中，邊緣的摻雜離子不會向外部擴散而流失，使得多晶硅層退火之后中心區域和邊緣區域的阻值均勻。【附圖說明】圖1為現有技術中離子注入之后的半導體結構的剖面圖；圖2為現有技術中退火之后的半導體結構的剖面圖；圖3為本專利技術一實施例中流程圖；圖4為本專利技術的退火之后的半導體結構的剖面圖。【具體實施方式】下面將結合示意圖對本專利技術的進行更詳細的描述，其中表示了本專利技術的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本專利技術，而仍然實現本專利技術的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本專利技術的限制。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本專利技術。根據下面說明和權利要求書，本專利技術的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本專利技術實施例的目的。本專利技術的核心思想在于，提供的，包括；提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一多晶硅層，并對所述多晶硅層進行離子注入；以及進行退火過程，在所述退火過程中一直通入氮氣；其中，所述退火過程包括進樣過程，在所述進樣過程中還通入氧氣，在所述進樣過程中溫度維持在一預定溫度，以在所述多晶硅層邊緣形成一氧化層。本專利技術中，在退火過程中預先通入一定量的氧氣，在退火過程中多晶硅層邊緣形成一層較薄的氧化層，保證在之后的退火過程中，邊緣的摻雜離子不會向外部擴散而流失，使得多晶硅層退火之后中心區域和邊緣區域的阻值均勻。具體的，結合上述核心思想，本專利技術提供的流程圖參考圖3所示，以下結合圖3以及圖4進行具體說明。執行步驟SI，提供半導體襯底100，在本實施例中，所述半導體襯底100中100內形成有各種摻雜區(圖中未標示)，例如有源/漏極、N阱、P阱以及輕摻雜源漏區(LDD)等，此外還形成有其他各種元件隔離，例如淺溝槽隔離結構(STI)等用以形成半導體器件的必要結構；上述結構根據實際半導體器件制造工藝過程確定，為本領域技術人員所熟知
技術實現思路
，故在此不—贅述，并不在示意圖中詳細標注。接著，執行步驟S2，在半導體襯底100上形成一多晶硅層200，在本實施例中，所述多晶硅層的厚度為250nm-350nm，例如可以為250nm、280nm、300nm或350nm等。接著對所述多晶硅層200進行離子注入過程，在所述多晶硅層200中形成摻雜離子300，從而增加多晶硅層200的導電性能。例如，在本實施例中，對所述多晶硅層進行磷離子注入或者硼離子注入。之后，執行步驟S3，參考圖4所示，對所述多晶硅層200進行退火過程，所述退火過程包括進樣、升溫、退火、降溫、取樣過程。一般的，在退火過程的每一步驟中，都一直通入氮氣作為保護氣體，較佳的，通入氮氣的流量控制在5L/min-20L/min。然而，在本專利技術中，在進樣的過程、退火爐內的溫度維持在一預定溫度，本實施例中，維持在預定溫度為700°C-80(TC。此時，在進樣的過程中，除了一直通入氮氣之后同時還通入一定量的氧氣，所述多晶硅層200在進入退火爐的過程中，所述多晶硅層200受到退火爐內高溫的影響，而且其邊緣區域的溫度先于中心區域升高，使得僅僅在所述多晶硅層200的邊緣區域迅速形成一氧化層400。在本實施例中，通入氧氣的流量控制在0.3L/min-0.5L/min，通入的時間為15min-20min。在所述多晶娃層200的邊緣區域形成一氧化層400的厚度為lnm_2nm。在本實施中，需要嚴格控制通入氧氣的量，保證在多晶硅層200的邊緣區域形成氧化層400，而不至于整個多晶硅層200都被氧化，從而影響半導體器件的性能。之后，進行升溫過程本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改善多晶硅退火工藝阻值均勻性的方法，其特征在于，包括：提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上沉積一多晶硅層，并對所述多晶硅層進行離子注入；以及進行退火過程，在所述退火過程中一直通入氮氣；其中，所述退火過程包括進樣過程，在所述進樣過程中還通入氧氣，在所述進樣過程中溫度維持在一預定溫度，以在所述多晶硅層邊緣形成一氧化層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：翟志剛，高文文，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31