[发明专利]28HV MV器件热载流子效应的优化方法

说明书

本发明公开了一种28HV MV器件热载流子效应的优化方法，包括以下步骤：在衬底上按现有工艺形成N阱、STI和PLDD；采用第一指定温度ISSG工艺生长第一指定厚度的氧化层；在氧化层上沉积第二指定厚度的多晶硅；采用第二指定温度HTO工艺生长第三指定厚度的栅极氧化层。其中，第一指定厚度小于第三指定厚度，第一指定温度高于第二指定温度。本发明在不增加IMP的情况下，就可以满足HCI的可靠性需求。ISSG生长的氧化层的均匀致密性以及缺陷都很小，器件的Vt没有明显shift，不会带来其他额外的问题，改善了PR粘合性以及poly Overlay的稳定性，进一步改善器件的可靠性，缩短了28HV器件开发周期。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种28HV MV器件热载流子效应的优化方法。

背景技术

高压金属氧化物半导体(high voltage metal oxide semiconductor,HVMOS)器件广泛应用于电子电路系统中，生活中常见的有显示驱动程序,通信电路,、集成微系统(MEMS),一些汽车电子,小型直流电机控制、喷墨打印机、医疗仪器等。它具有导通电阻低，击穿电压高，开关速度快，承受功率大等特点。当前成熟的高压器件主要用55nm技术节点进行制造，结构如图所示，随着制造技术的快速发展以及终端器件往小型化发展的趋势，减小器件制造节点已经刻不容缓，因此，28HV器件是高压器件发展的必然结果，但是，随着尺寸的进一步缩小，一些可靠性问题也随之而来，我们知道，当MOS器件工作时，沟道中的载流子从电场中获得能量，向Drain端漂移，但是随着电场加速过程中，这些载流子获得的能量已经不能和晶格中的能量保持热平衡，而是要大于晶格的热能，此时的热电子流就会产生碰撞电离(impactionization)。碰撞电离产生的电子空穴对会产生更多的电子空穴对，从而发生雪崩效应。有一部分热载流子具有较高能量，能够克服Si/SiO2势垒注入到靠近Drain端的氧化层，这些注入的载流子会被俘获在栅氧化层中，从而导致器件的电学性能退化，导致器件失效，不满足工业设计中的可靠性需求。

对于28HV MV器件而言，随着MOS尺寸的缩小的，LDD和源漏之间的GDS也要跟着减小，源漏的击穿电压主要由LDD和源漏之间的耗尽区以及和well的耗尽区决定，因此，源漏的横向击穿电压也会随着尺寸减小而降低，导致不能满足工业设计高压的需求，将LDD和源漏之间的设计尺寸加大，可以有效地提高器件的击穿电压，但是这样会增加LDD和Poly的Overlap，当MOS工作时，在漏端产生的热载流子效应更加明显，减小碰撞电离区的载流子浓度是优化HCI的主要方法。现有方案沿用55HV同样oxide生长方式，用HTO 800度生长180Agate oxide，但在后续的可靠性测试时，不能满足工业设计需求，发现Isub明显变大，主要是由于28HV尺寸shrink后，为了提高BV IOPLDD和poly的overlap增加，使channel的碰撞电离加强。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种在不增加IMP的前提下，能有效的减小channel下方高碰撞电离区净掺杂浓度，解决器件的HCI失效问题的28HV MV器件热载流子效应的优化方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的28HV MV器件热载流子效应的优化方法，包括以下步骤：

S1)在衬底上按现有工艺形成N阱、STI和PLDD；

S2)采用第一指定温度ISSG工艺生长第一指定厚度的氧化层；

S3)在氧化层上沉积第二指定厚度的多晶硅；

S4)采用第二指定温度HTO工艺生长第三指定厚度的栅极氧化层。