测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法技术

本发明专利技术公开了一种测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法，利用基准MOSFET工艺的过程和参数，制备第一NMOS场效应管与第一表面沟道PMOS场效应管；利用降低热过程的MOSFET工艺，制备第二NMOS场效应管与第二表面沟道PMOS场效应管；比较第一NMOS场效应管的阈值电压与第二NMOS场效应管的阈值电压之差Delta?VTN及第一表面沟道PMOS场效应管的阈值电压与第二表面沟道PMOS场效应管的阈值电压之差Delta?VTP的绝对值，如果Delta?VTP的绝对值小于等于Delta?VTN的绝对值，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管没有硼扩散；如果Delta?VTP的绝对值远大于Delta?VTN的绝对值，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管有明显的硼扩散。该方法能电性能量化评估基准MOSFET工艺表面沟道PMOS多晶硅的硼扩散对器件的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体技术，特别涉及一种测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法。
技术介绍
随着半导体集成电路芯片中器件的集成度越来越高，其中常用的金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)的尺寸将进一步缩小，且要求更低的工作电压及更大的驱动电流。为缩小器件尺寸，降低成本，业界常常采用所谓的“自对准通孔”(SAC)的方法；而对降低工作电压，提高驱动电流，尤其是P型沟道的MOS管，则需要用到表面沟道(surfacechannel)器件。但是，当二者结合起来的时候，对于栅极结构及工艺将会有特殊的要求:I)在栅极多晶硅刻蚀之前进行多晶硅N型与P型掺杂；2)N型多晶硅与P型多晶硅必须通过金属或者金属硅化物相连，以保证CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)以及SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存忙器)的正常工作；MOSFET工艺过程通常包括以下步骤:一.有源区制备；二.双阱离子注入；三.阈值电压调整注入；四.MOS器件栅极氧化层生长；五.栅极制备，其中PMOS栅极采用掺杂为硼⑶的P型多晶硅；六.多晶硅氧化；七.轻掺杂漏(LDD)注入以及快速热退火；八.氮化硅或者氧化硅侧墙CVD淀积；九.源漏注入以及快速热退火；十.自对准金属娃化物制备；十一.后段金属连线。为此，需要判断是否有硼⑶向金属或者金属硅化物发生扩散、判断硼⑶向金属或者金属硅化物发生扩散对器件有多大影响、判断硼(B)向金属或者金属硅化物发生扩散对器件的影响是否能够接受、判断整片硅片面内的扩散程度是否一样。但是，目前业界通常米用的 SIMS (Secondary 1n MassSpectrometry, 二次离子质谱)以及比较 NM0S/PM0S 相对电容的方法均不能同时满足以上要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法，能电性能量化评估基准MOSFET工艺表面沟道PMOS多晶硅的硼扩散对器件的影响。为解决上述技术问题，本专利技术的测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法，包括以下步骤:一.利用基准MOSFET工艺的过程和参数，制备第一 NMOS场效应管与第一表面沟道PMOS场效应管；利用降低热过程的MOSFET工艺，制备第二 NMOS场效应管与第二表面沟道PMOS场效应管；降低热过程的MOSFET工艺同基准MOSFET工艺相比，栅极制备过程之后的热过程的温度降低和/或时间缩短，其它工艺过程和参数相同；其中，NMOS场效应管采用N型多晶硅作为栅电极，PMOS采用掺杂为硼的P型多晶娃作为栅电极；二.计算第一 NMOS场效应管的阈值电压VTN(A)与第二 NMOS场效应管的阈值电压 VTN(B)之差:Delta VTN = VTN(A) -VTN(B)；计算第一表面沟道PMOS场效应管的阈值电压VTP (A)与第二表面沟道PMOS场效应管的阈值电压 VTP(B)之差=Delta VTP = VTP (A) -VTP (B)；三.比较Delta VTN与Delta VTP的绝对值，如果Delta VTP的绝对值小于等于Delta VTN的绝对值，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管没有硼扩散；如果DeltaVTP的绝对值远大于Delta VTN的绝对值，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管有明显的硼扩散。如果发生了硼扩散，则可以对比第一表面沟道PMOS场效应管、第二表面沟道PMOS场效应管的电性能来评估硼扩散对器件的影响。如果Delta VTP的绝对值比Delta VTN的绝对值大超过50mV，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管有明显的硼扩散。降低热过程的MOSFET工艺同基准MOSFET工艺相比，栅极制备过程之后的热过程的温度降低至少10°c。降低热过程的MOSFET工艺同基准MOSFET工艺相比，栅极制备过程之后的热过程的时间缩短至少10%。栅极制备过程之后的热过程可以包括轻掺杂漏注入以及快速热退火、源漏注入以及快速热退火。一实施例，利用基准MOSFET工艺的过程和参数，在第一硅片上制造多个NMOS场效应管、表面沟道PMOS场效应管，利用降低热过程的MOSFET工艺的过程和参数，在第二硅片上同样制造多个NMOS场效应管、表面沟道PMOS场效应管，其中NMOS场效应管采用N型多晶硅作为栅电极，表面沟道PMOS采用掺杂为硼的P型多晶硅作为栅电极；根据第一硅片、第二娃片整片娃片面内的相应各NMOS场效应管的阈值电压之差的绝对值大小,相应各表面沟道PMOS场效应管的阈值电压之差的绝对值大小，来判断第一硅片整个硅片各处的基准MOSFET工艺的表面沟道PMOS场效应管的硼扩散程度的均匀性。本专利技术的测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法，通过比较基准MOSFET工艺、降低热过程的MOSFET工艺制造的双栅N/PM0SFET阈值电压的各自差异来判定基准MOSFET工艺表面沟道PMOS多晶硅的硼扩散，该方法需要制备出二组NMOS与表面沟道PMOS (其中NMOS采用N型多晶硅作为栅电极，表面沟道PMOS采用硼掺杂P型多晶硅作为栅电极)，该不同的二组N/PM0S只是工艺过程中的热过程中的温度和/或者时间不同，其它如阈值电压调整离子注入等过程都一样，然后分别测量二组NMOS与表面沟道PMOS的阈值电压，得到二组NMOS阈值电压之差、二组表面沟道PMOS阈值电压之差，最后通过比较这两个差值来实现基准MOSFET工艺表面沟道PMOS多晶硅硼扩散的判定。更为重要的是，如果基准MOSFET工艺表面沟道PMOS多晶硅发生了硼扩散，则可以对比以上二组表面沟道PMOS的电性能来评估基准MOSFET工艺表面沟道PMOS多晶硅的硼扩散对器件有多大的影响，且该影响能够被电性能量化，也能够测试器件以及IP的可靠性，从而能够决定是否能够接受，并且可以利用基准MOSFET工艺的过程和参数，在第一硅片上制造多个NMOS场效应管、表面沟道PMOS场效应管，利用降低热过程的MOSFET工艺的过程和参数，在第二硅片上同样制造多个NMOS场效应管、表面沟道PMOS场效应管，根据第一硅片、第二硅片整片硅片面内的相应各NMOS场效应管的阈值电压之差的绝对值大小，相应各表面沟道PMOS场效应管的阈值电压之差的绝对值大小，来判断常规MOSFET工艺的热过程在整个硅片各处的硼扩散程度的均匀性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对本专利技术或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术的测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法一实施例不意图；图2是第一 NMOS场效应管的阈值电压与第二 NMOS场效应管的阈值电压不意图；图3是第一表面沟道PMOS场效应管的阈值电压与第二表面沟道PMOS场效应管的阈值电压示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定表面沟道PMOS多晶硅栅硼向金属或金属硅化物扩散的方法，其特征在于，包括以下步骤：一.利用基准MOSFET工艺的过程和参数，制备第一NMOS场效应管与第一表面沟道PMOS场效应管；利用降低热过程的MOSFET工艺，制备第二NMOS场效应管与第二表面沟道PMOS场效应管；降低热过程的MOSFET工艺同基准MOSFET工艺相比，栅极制备过程之后的热过程的温度降低和/或时间缩短，其它工艺过程和参数相同；其中，NMOS场效应管采用N型多晶硅作为栅电极，PMOS采用掺杂为硼的P型多晶硅作为栅电极；二.计算第一NMOS场效应管的阈值电压VTN(A)与第二NMOS场效应管的阈值电压VTN(B)之差：Delta?VTN＝VTN(A)?VTN(B)；计算第一表面沟道PMOS场效应管的阈值电压VTP(A)与第二表面沟道PMOS场效应管的阈值电压VTP(B)之差：Delta?VTP＝VTP(A)?VTP(B)；三.比较Delta?VTN与Delta?VTP的绝对值，如果Delta?VTP的绝对值小于等于Delta?VTN的绝对值，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管没有硼扩散；如果Delta?VTP的绝对值远大于Delta?VTN的绝对值，则基准MOSFET工艺表面沟道PMOS场效应管有明显的硼扩散。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，熊涛，孙尧，罗啸，陈瑜，陈华伦，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：