[发明专利]一种提升栅氧膜厚均匀性的方法

说明书

本发明提供一种提升栅氧膜厚均匀性的方法，在N个衬底样品上进行离子注入，形成阱区；分别在N‑1个衬底样品阱区表面掺杂相同能量、不同剂量的氮离子形成氮掺杂层；对N‑1个衬底样品退火以激活氮掺杂层中的氮离子；分别在没有氮掺杂层的衬底样品阱区上及N‑1个衬底样品的氮掺杂层上生长栅氧；量测栅氧的膜厚和均匀度；选择均匀度最佳氮离子注入剂量用于新产品的栅氧生长。本发明采用氮离子掺杂改变衬底表面吸热能力从而降低其对氧化的敏感度，进而在相同的温度和时间下生长的氧化膜厚度差异变小，均一性变好的特征，并且进一步地，在氮掺杂能量一定的条件下，在上述膜厚允许的范围内优化出栅氧均匀度最佳的氮掺杂剂量，来控制后续产品的栅氧生长。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种提升栅氧膜厚均匀性的方法。

背景技术

随着半导体工艺更新发展，器件尺寸不断缩小。器件尺寸的缩小使得制作出晶圆上更加均匀的膜厚越来越困难，因此，对晶圆上膜厚的均匀性提出更为严格的要求，特别是栅氧区的膜厚均匀性更加引起人们的关注。

传统工艺对于栅氧膜厚不均匀性的调整一般是在生长栅氧的工艺中，通过控挡片的膜厚图形，常常依据一条直径上量测多点，通过计算得出大致调整幅度；另外也可根据膜厚图形进行大致调整。

然而传统工艺中的这些调整膜厚均匀度的方法由于量测控挡片不准确而导致调整膜厚不精确，并且调整膜厚均匀性的手段复杂，耗时耗力。同时栅氧膜厚不均匀引起芯片产品的良率降低。

因此，有必要提出一种提升栅氧膜厚均匀性的方法来解决上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提升栅氧膜厚均匀性的方法，用于解决现有技术中由于栅氧膜厚不均匀而导致芯片良率下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提升栅氧膜厚均匀性的方法，一种提升栅氧膜厚均匀性的方法，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、提供N个衬底样品，在所述N个衬底样品上分别进行离子注入，形成阱区；

步骤二、分别在所述N个衬底样品中的N-1个衬底样品的阱区表面掺杂相同能量、不同剂量的氮离子，形成分别位于所述N-1个衬底样品的所述阱区上表面的氮掺杂层；

步骤三、分别对所述N-1个衬底样品的所述阱区进行退火以激活所述氮掺杂层中的氮离子；

步骤四、在所述N个衬底样品中没有氮掺杂层的其中一个衬底样品的所述阱区上表面生长栅氧；在所述N-1个衬底样品上的所述氮掺杂层上生长栅氧；在所述N个衬底样品上生长所述栅氧的温度和时间相同；

步骤五、分别量测所述N个衬底样品上所述栅氧的膜厚和均匀度；在栅氧膜厚允许的范围内选择所述栅氧均匀度最佳的所述衬底样品对应的氮离子掺杂的能量E和注入的剂量M；

步骤六、提供衬底，在所述衬底上进行离子注入，形成阱区；

步骤七、在所述衬底的所述阱区表面掺杂所述能量E、所述剂量M的氮离子，形成位于所述衬底的所述阱区上表面的氮掺杂层A；

步骤八、对所述衬底的所述阱区进行退火以激活所述氮掺杂层A中的氮离子；

步骤九、在所述衬底上的所述氮掺杂层上生长栅氧。

优选地，步骤一中在所述衬底上进行N型离子注入，形成N型阱区。

优选地，步骤一中在所述衬底上进行P型离子注入，形成P型阱区。

优选地，步骤一提供四个所述衬底样品；步骤二分别在所述四个衬底样品中的三个衬底样品的所述阱区表面掺杂相同能量、不同剂量的氮离子。

优选地，步骤二中分别在所述三个衬底样品的所述阱区表面掺杂的氮离子的能量为4KV。