[发明专利]一种判定PMOSFET器件硼穿通的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种判定PMOSFET(P型金属氧化层半导体场效晶体管)器件硼穿通的方法。

背景技术

随着栅氧化层厚度的日益减薄，硼穿通问题变得越来越严重。当MOSFET的栅氧厚度减薄到3nm以下，穿过薄氧化层的硼穿通对器件性能的影响成为深亚微米制程中的关键性问题。特别是在表面沟道器件中，非常容易出现硼穿通现象。P型多晶硅作为栅电极的表面沟道PMOSFET对于硼穿通的发生特别敏感。P型多晶硅栅电极中的硼杂质能够扩散进入薄栅氧化层并到达MOSFET的沟道区域，从而使晶体管的性能发生改变，包括阈值电压漂移，电容-电压曲线变形，漏电流增加以及栅氧可靠性降低等。因此，防止硼穿通对于获得高可靠性的MOSFET尤为重要。

为了在减小硼穿通的影响，需要明确多晶硅栅电极中硼穿通与栅氧厚度之间的关系。业界通常采用SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry 次级离子质谱法)检测器件中硼离子的浓度，以此为依据判定是否发生硼穿通。然而，这种分析方式难以精确界定硼穿通发生的临界浓度，不能快速准确评估对器件电性能的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种判定PMOSFET器件硼穿通的方法能准确的判定是否发生硼穿通。

为解决上述技术问题，本发明的判定方法，包括：

(1)采用相同的工艺流程和参数制造2个多晶硅栅电极掺杂过程中采用类型相反离子注入，其它结构完全相同PMOSFET，形成P型多晶硅栅极和N型多晶硅栅极PMOSFET；

(2)分别测量P型多晶硅栅极PMOSFET和N型多晶硅栅极PMOSFET的阈值电压；

(3)计算得到P型多晶硅栅极PMOSFET和N型多晶硅栅极PMOSFET的阈值电压差值；

(4)计算得到P型多晶硅栅电极和N型多晶硅栅电极的功函数差值；

(5)将阈值电压差值与功函数差值进行比较；

阈值电压差值大于功函数差值，判定发生了硼穿通；

阈值电压差值等于功函数差值，判定没有发生硼穿通。

实施步骤(1)时，多晶硅栅电极掺杂过程中分别注入P型和N型杂质离子，如分别注入硼离子和磷离子。

本发明的判定PMOSFET器件硼穿通的方法，通过将P型多晶硅栅极PMOSFET和N型多晶硅栅极PMOSFET的阈值电压差值与P型多晶硅栅电极和N型多晶硅栅电极的功函数差值进行比较能准确的判定PMOSFET器件是否发生硼穿通。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的流程图。

图2是本发明实施例中制作的P型多晶硅栅极PMOSFET结构示意图。

图3是本发明实施例中制作的N型多晶硅栅极PMOSFET结构示意图。

附图标记说明

1是P型衬底            2是N型阱

3是浅沟槽隔离         4是栅氧化层

5是P型源漏注入        6是侧墙

7是P型多晶硅          8是N型多晶硅。

具体实施方式

如图1所示，本发明判定PMOSFET器件硼穿通方法的一实施例，包括：

(1)如图2、图3所示，采用相同的工艺流程和参数制造2个多晶硅栅电极掺杂过程中分别注入P型和N型杂质离子，本实施例中分别注入硼离子和磷离子，其它结构完全相同PMOSFET，形成P型多晶硅栅极和N型多晶硅栅极PMOSFET；

(2)分别测量P型多晶硅栅极PMOSFET和N型多晶硅栅极PMOSFET的阈值电压；

(3)计算得到P型多晶硅栅极PMOSFET和N型多晶硅栅极PMOSFET的阈值电压差值；

(4)计算得到P型多晶硅栅电极和N型多晶硅栅电极的功函数差值；

(5)将阈值电压差值与功函数差值进行比较；

阈值电压差值大于功函数差值，判定发生了硼穿通；

阈值电压差值等于功函数差值，判定没有发生硼穿通。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。