专利名称：一种可提高两相邻n阱间击穿电压的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种可提高两相邻N阱间击穿电压 的方法。
背景技术：
在半导体器件制造过程中，会出现两相邻的阱均为N阱的情况，该两相邻N 阱的结构如图1所示，该两相邻N阱1和2设置在硅衬底3中，该两相邻N阱1 和2间设置有浅沟槽隔离结构4 ( STI),该两相邻N P并1和2的深度深于所述 浅沟槽隔离结构4，为进一步减小两相邻N阱1和2间的漏电，还通过硼离子注 入工艺在两相邻N阱1和2间的浅沟槽隔离结构4下的区域形成上层隔离P阱5， 该硼离子注入的注入能量范围为25至170千电子伏，注入剂量范围为4. 4 x 1012 至1. 5 x 1013/平方厘米。在通过测量仪器对该两相邻N阱1和2进行漏电测试， 发现该上层隔离P阱5并不能有效降低两相邻N阱1和2间的漏电，部分戒流 子可轻易绕过上层隔离P阱5所形成的势垒且流经上层隔离P阱5下的硅村底3 而形成漏电流，另外通过测量仪器测出该两相邻N阱间1和2的击穿电压(击 穿电压定义为漏电流的值为1.0xi(T安/微米时的电压值)仅为6伏，其小于业 界14至15伏的正常击穿电压。
因此，如何提供一种可提高两相邻N阱间击穿电压的方法以有效减小两相 邻N阱间的漏电流并提高其击穿电压，并且不影响硅衬底上其它器件的电学特 性，已成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，通过所 述方法可在不影响硅村底上其它器件的电学特性的前提下，大大减小两相邻N 阱间的漏电流，并大大提高其击穿电压。
3本发明的目的是这样实现的 一种可提高两相邻N阱间击穿电压的方法， 该两相邻N阱制作在硅衬底中且该两相邻N阱间具有一浅沟槽隔离结构，该两 相邻N阱的深度深于该浅沟槽隔离结构，该两相邻N阱被一设置在浅沟槽隔离 结构下的上层隔离P阱隔开，该方法通过离子注入工艺在该上层隔离P阱下形 成一下层隔离P阱。
在上述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法中，该离子注入工艺的注入 杂质为硼离子，注入能量范围为800至850千电子伏，注入剂量范围为5 x 1012 离子/平方厘米。
在上述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法中，该下层隔离P阱的硼离 子浓度的数量级为1017/立方厘米。
在上述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法中，该上层隔离P阱通过硼 离子注入工艺制成，其注入能量范围为25至170千电子伏，注入剂量范围为4. 4 xl0'2至1.5xl07平方厘米。
在上述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法中，该上层隔离P阱的硼离 子浓度的数量级为107立方厘米。
在上述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法中，该硅衬底为P型硅衬底。 与现有技术中两相邻N阱间仅通过浅沟槽隔离结构和上层隔离P阱隔离而 导致部分载流子轻易绕过上层隔离P阱所形成的势垒且流经硅衬底而形成较大 的漏电流，并导致两相邻N阱间的击穿电压较低相比，本发明的可提高两相邻N 阱间击穿电压的方法^f吏用高能量的离子注入工艺在上层隔离P阱下生成一下层 隔离P阱，从而使两相邻N阱间的漏电流由N阱间的穿通电流主导变为N/P阱 间的PN结漏电流主导，两相邻N阱间的漏电流值大幅减小，击穿电压值也得到 大幅提升。
本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法由以下的实施例及附图给出。 图1为现有技术中的两相邻N阱的结构示意图2为使用本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法的两相邻N阱的 结构示意图；图3为现有技术中两相邻N阱以及硅村底的漏电流曲线图4为使用本发明的两相邻N阱以及硅村底的漏电流曲线图5为现有技术和使用本发明的两相邻N阱间的电特性曲线对比示意图。
具体实施例方式
以下将对本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法作进一步的详细描述。
本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法通过离子注入工艺在如图1 所示的上层隔离P阱下形成一下层隔离P阱，在此通过硼离子注入工艺制成所 述下层隔离P阱，其注入能量范围为800至850千电子伏，注入剂量为5x1012 离子/平方厘米。在本实施例中，所述下层隔离P阱的硼离子注入工艺的注入能 量范围为800千电子伏，所得到硼离子浓度的数量级为1017/立方厘米。在此需 说明的是，所述下层隔离P阱的硼离子的注入能量远高于上层隔离P阱的硼离 子注入能量，故其不会影响硅衬底上其它器件的电学特性。
参见图2，其显示使用本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法的两相 邻N阱的结构示意图，如图所示，所述两相邻N阱1和2设置在硅衬底3上， 且所述两相邻N P并1和2间具有一浅沟槽隔离结构4，所述两相邻N阱间1和2 的深度深于所述浅沟槽隔离结构4,所述两相邻N阱间1和2被设置在浅沟槽隔 离结构4下且上下层叠的上层隔离P阱5和下层隔离P阱6隔开。所述上层隔 离P阱5通过硼离子注入工艺制成，其注入能量范围为25至170千电子伏，注 入剂量范围为4.4乂1012至1.5xl0"/平方厘米，所得到硼离子浓度的数量级为 107立方厘米。
使用测试仪器分别测量图1和图2中的N阱1、 N阱2以及硅衬底3的漏电 流，测得的漏电流分别如图3和图4所示，其中，II、 12和I3分别表示N阱1、 N阱2以及硅衬底3的漏电流。测试的电压偏置条件是N阱1和硅衬底3接地， N阱2接正电压。如图3所示，现有技术(即图1)中N阱1和N阱2的漏电流 II和12在电压较大且接近击穿电压时两者相同，即可推断出现有技术中两相邻 N阱1和2间的漏电流主要由两相邻N阱之间的穿通电流主导；如图4所示，本 发明(即图2)中N阱2和硅衬底3的漏电流I2和13相同，此时漏电流的变为N/P阱间的PN结漏电流主导，其值明显小于图3中的漏电流。
再使用测试〃f义器测量图1和图2中两相邻N阱1和2间的击穿电压，测得 的电压与电流的电特性曲线如图5所示，如图所示，曲线L1和L2分别为现有 技术和本发明中两相邻N阱1和2间的电流电压曲线，现有技术中两相邻N阱1 和2间的击穿电压仅为6伏，而本发明将两相邻N阱1和2间的击穿电压提高 到26. 7伏，如此可证明下层隔离P阱6可有效增大两相邻N阱间的击穿电压。 综上所述，本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法使用高能量的离 子注入工艺在上层隔离P阱下生成一下层隔离P阱，从而使两相邻N阱间的漏 电流由N阱间的穿通电流主导变为N/P阱间的PN结漏电流主导，两相邻N阱间 的漏电流大幅减小，击穿电压值得到大幅提升。
权利要求
1、一种可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，该两相邻N阱制作在硅衬底中且该两相邻N阱间具有一浅沟槽隔离结构，该两相邻N阱的深度深于该浅沟槽隔离结构，该两相邻N阱被一设置在浅沟槽隔离结构下的上层隔离P阱隔开，其特征在于，该方法通过离子注入工艺在该上层隔离P阱下形成一下层隔离P阱。
2、 如权利要求1所述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，其特征在于， 该离子注入工艺的注入杂质为硼离子，注入能量范围为800至850千电子伏， 注入剂量为5xl0"离子/平方厘米。
3、 如权利要求2所述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，其特征在于， 该下层隔离P阱的硼离子浓度的数量级为1017/立方厘米。
4、 如权利要求1所述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，其特征在于， 该上层隔离P阱通过硼离子注入工艺制成，其注入能量范围为25至170千电子 伏，注入剂量范围为4. 4 x 1012至1. 5 x 1013/平方厘米。
5、 如权利要求1所述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，其特征在于， 该上层隔离P阱的硼离子浓度的数量级为107立方厘米。
6、 如权利要求1所述的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，其特征在于， 该硅衬底为P型硅衬底。
全文摘要
本发明提供了一种可提高两相邻N阱间击穿电压的方法，该两相邻N阱制作在硅衬底中，该两相邻N阱间具有一浅沟槽隔离结构，该两相邻N阱的深度深于该浅沟槽隔离结构，该两相邻N阱被一设置在浅沟槽隔离结构下的上层隔离P阱隔开。现有技术中两相邻N阱的离子浓度峰值位置深于上层隔离P阱，致使两相邻N阱间可通过硅衬底穿通漏电，从而使漏电流过大和击穿电压过小。本发明的可提高两相邻N阱间击穿电压的方法通过离子注入工艺在上层隔离P阱下形成一下层隔离P阱。采用本发明后两相邻N阱间的漏电流由N阱间的穿通电流主导变为N/P阱间的PN结漏电流主导，从而降低了两相邻N阱间的漏电流，在保持器件电学特性的同时大大提高了两相邻N阱间的击穿电压。
文档编号H01L21/76GK101499436SQ20081003336
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者施雪捷, 朱宝富 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司