改善多晶硅退火工艺阻值均匀性的方法技术

本发明专利技术的改善多晶硅退火工艺阻值均匀性的方法，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上沉积一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行离子注入；以及进行退火过程，在所述退火过程中一直通入氮气；其中，所述退火过程包括进样过程，在所述进样过程中还通入氧气，在所述进样过程中温度维持在一预定温度，以在所述多晶硅层边缘形成一氧化层。本发明专利技术中，在退火过程中预先通入一定量的氧气，在退火过程中多晶硅层边缘形成一层较薄的氧化层，保证在之后的退火过程中，边缘的掺杂离子不会向外部扩散而流失，使得多晶硅层退火之后中心区域和边缘区域的阻值均匀。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上沉积一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行离子注入；以及进行退火过程，在所述退火过程中一直通入氮气；其中，所述退火过程包括进样过程，在所述进样过程中还通入氧气，在所述进样过程中温度维持在一预定温度，以在所述多晶硅层边缘形成一氧化层。本专利技术中，在退火过程中预先通入一定量的氧气，在退火过程中多晶硅层边缘形成一层较薄的氧化层，保证在之后的退火过程中，边缘的掺杂离子不会向外部扩散而流失，使得多晶硅层退火之后中心区域和边缘区域的阻值均匀。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种。
技术介绍
在集成电路工艺制程中经常采用多晶硅薄膜电阻，用于MOS栅结构中的多晶硅采用重掺杂以提高导电性，通常方块电阻在25?50 Ω/SQ (方块)。轻掺杂多晶薄膜一般为几千到几万欧姆每方块，通常在对多晶硅进行掺杂之后，都需要对多晶硅层进行退火处理，以克服离子注入过程形成的损伤并且活化掺杂的离子，使得多晶硅层的导电性更良好。现有技术中对多晶硅层离子注入之后的半导体结构的剖面图如图1所示，在半导体衬底10上形成一多晶硅层20，经过离子注入过程在多晶硅层20内形成有掺杂离子30。经过退火过程之后，其半导体结构的剖面图如图2所示，在退火过程中，多晶硅层20的边缘区域会先于中心区域被加热，使得多晶硅层边缘的离子会向外部扩散造成掺杂离子30的流失，使得边缘区域的掺杂离子浓度小于中心区域的掺杂离子的浓度，从而使得多晶硅层20中心和边缘的阻值不均匀，例如，多晶硅层20的边缘由于掺杂离子流失，其方块电阻比中心区域大20KQ/SQ。为了防止掺杂离子的扩散流失，在现有技术中，一些工艺过程中中会在多晶硅层上形成一层薄膜。然而在其它工艺中，出于产品设计的要求，不需要在多晶硅层上形成该层薄膜，从而无法防止掺杂离子的扩散流失，因此，对于不能利用该层薄膜防止掺杂离子的扩散流失的工艺，需要提供一种改善多晶硅薄膜退火工艺阻值均匀性的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，可以改善多晶硅层中心区域和边缘区域的阻值均匀性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种，包括:提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上沉积一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行离子注入；以及进行退火过程，在所述退火过程中一直通入氮气；其中，所述退火过程包括进样过程，在所述进样过程中还通入氧气，在所述进样过程中温度维持在一预定温度，以在所述多晶硅层边缘形成一氧化层。可选的，进样过程中的控制在预定温度为700°C -800°c。可选的，通入氧气的流量为0.3L/min-0.5L/min。可选的，通入氧气的时间为15min_20min。可选的，所述氧化层的厚度为lnm-2nm0可选的，通入氮气的流量为5L/min-20L/min。可选的，所述多晶娃层的厚度为250nm_350nm。可选的，所述退火过程还包括升温过程、退火过程、降温过程和取样过程。可选的，所述退火过程中的升温的温度为800°C -900°C。可选的，所述退火过程中的退火的时间为10min-20min。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术提供的，包括:提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上沉积一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行离子注入；以及进行退火过程，在所述退火过程中一直通入氮气；其中，所述退火过程包括进样过程，在所述进样过程中还通入氧气，在所述进样过程中温度维持在一预定温度，以在所述多晶硅层边缘形成一氧化层。本专利技术中，在退火过程中预先通入一定量的氧气，在退火过程中多晶硅层边缘形成一层较薄的氧化层，保证在之后的退火过程中，边缘的掺杂离子不会向外部扩散而流失，使得多晶硅层退火之后中心区域和边缘区域的阻值均匀。【附图说明】图1为现有技术中离子注入之后的半导体结构的剖面图；图2为现有技术中退火之后的半导体结构的剖面图；图3为本专利技术一实施例中流程图；图4为本专利技术的退火之后的半导体结构的剖面图。【具体实施方式】下面将结合示意图对本专利技术的进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于，提供的，包括；提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上沉积一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行离子注入；以及进行退火过程，在所述退火过程中一直通入氮气；其中，所述退火过程包括进样过程，在所述进样过程中还通入氧气，在所述进样过程中温度维持在一预定温度，以在所述多晶硅层边缘形成一氧化层。本专利技术中，在退火过程中预先通入一定量的氧气，在退火过程中多晶硅层边缘形成一层较薄的氧化层，保证在之后的退火过程中，边缘的掺杂离子不会向外部扩散而流失，使得多晶硅层退火之后中心区域和边缘区域的阻值均匀。具体的，结合上述核心思想，本专利技术提供的流程图参考图3所示，以下结合图3以及图4进行具体说明。执行步骤SI，提供半导体衬底100，在本实施例中，所述半导体衬底100中100内形成有各种掺杂区(图中未标示)，例如有源/漏极、N阱、P阱以及轻掺杂源漏区(LDD)等，此外还形成有其他各种元件隔离，例如浅沟槽隔离结构(STI)等用以形成半导体器件的必要结构；上述结构根据实际半导体器件制造工艺过程确定，为本领域技术人员所熟知
技术实现思路
，故在此不—赘述，并不在示意图中详细标注。接着，执行步骤S2，在半导体衬底100上形成一多晶硅层200，在本实施例中，所述多晶硅层的厚度为250nm-350nm，例如可以为250nm、280nm、300nm或350nm等。接着对所述多晶硅层200进行离子注入过程，在所述多晶硅层200中形成掺杂离子300，从而增加多晶硅层200的导电性能。例如，在本实施例中，对所述多晶硅层进行磷离子注入或者硼离子注入。之后，执行步骤S3，参考图4所示，对所述多晶硅层200进行退火过程，所述退火过程包括进样、升温、退火、降温、取样过程。一般的，在退火过程的每一步骤中，都一直通入氮气作为保护气体，较佳的，通入氮气的流量控制在5L/min-20L/min。然而，在本专利技术中，在进样的过程、退火炉内的温度维持在一预定温度，本实施例中，维持在预定温度为700°C-80(TC。此时，在进样的过程中，除了一直通入氮气之后同时还通入一定量的氧气，所述多晶硅层200在进入退火炉的过程中，所述多晶硅层200受到退火炉内高温的影响，而且其边缘区域的温度先于中心区域升高，使得仅仅在所述多晶硅层200的边缘区域迅速形成一氧化层400。在本实施例中，通入氧气的流量控制在0.3L/min-0.5L/min，通入的时间为15min-20min。在所述多晶娃层200的边缘区域形成一氧化层400的厚度为lnm_2nm。在本实施中，需要严格控制通入氧气的量，保证在多晶硅层200的边缘区域形成氧化层400，而不至于整个多晶硅层200都被氧化，从而影响半导体器件的性能。之后，进行升温过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善多晶硅退火工艺阻值均匀性的方法，其特征在于，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底上沉积一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行离子注入；以及进行退火过程，在所述退火过程中一直通入氮气；其中，所述退火过程包括进样过程，在所述进样过程中还通入氧气，在所述进样过程中温度维持在一预定温度，以在所述多晶硅层边缘形成一氧化层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟志刚，高文文，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31