專利名稱：獲取離子注入工藝參數(shù)的方法、監(jiān)測(cè)晶片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種獲取離子注入工藝參數(shù)的方法、監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片、其制造方法。
背景技術(shù)：
集成電路，已經(jīng)從單個(gè)芯片上互聯(lián)幾個(gè)器件發(fā)展到了今天的集百萬(wàn)器件于一體的超大規(guī)模集成電路，現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路的復(fù)雜性及所具備的功能已非當(dāng)初想象所能及，為進(jìn)一步增加集成度，即單位面積上的器件數(shù)目，單個(gè)器件的最小尺寸也在不斷減小。增加集成度不僅可以提高電路的性能，減輕整個(gè)電路產(chǎn)品的體積重量，而且可以降低成本。然而，在集成電路制造過程中，都是采用生產(chǎn)線作業(yè)，每條生產(chǎn)線往往價(jià)值數(shù)億美元。一個(gè)晶元到制作成最后的集成電路，一般要經(jīng)過上百道工藝，每道工藝都有一個(gè)技術(shù)極限。也就是說，通常一種工藝所能處理的最小尺寸有一個(gè)限制，器件尺寸需要做得更小，要么得通過改變器件布局，要么得改變工藝。 通過改變工藝達(dá)到減小器件尺寸的一個(gè)實(shí)例就是淺結(jié)MOS器件。MOS器件的源極與漏極一般是通過雜質(zhì)離子注入來改變載流子濃度的，淺結(jié)MOS器件是通過采用低的離子注入能量、高的離子注入純度來達(dá)到減小結(jié)深(Junction Depth)的目的。但是，在MOS器件的制作過程中，僅將雜質(zhì)離子采用離子束注入到晶片中，它們還沒有處于需提供載流子濃度的位置。雜質(zhì)離子只有處于被活化或被置于晶格中的硅位置時(shí)才能提供載流子。因此，在注入后，還需采用高溫退火工藝來活化雜質(zhì)離子并修正由注入引起的晶格損壞。目前工藝中普遍使用的是快速退火工藝。為了節(jié)省成本，同時(shí)又能得到一批產(chǎn)品的離子注入及快速退火工藝的參數(shù)，需采用裸晶片模擬離子注入及快速退火工藝過程。例如，專利號(hào)為US7259027B的美國(guó)專利中提到的監(jiān)測(cè)低能量離子注入的晶片的方法，包括提供裸晶片，所述裸晶片具有離子注入層；在第二溫度狀態(tài)，對(duì)所述監(jiān)測(cè)晶片進(jìn)行快速退火，所述第二溫度為使所述監(jiān)測(cè)晶片中注入離子活化或處于本征粒子位置的溫度；持續(xù)快速退火第二時(shí)間后，取出所述監(jiān)測(cè)晶片；測(cè)量所述取出的監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻；如果所述監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻落入規(guī)定范圍，則將所述監(jiān)測(cè)晶片的離子注入層對(duì)應(yīng)的注入?yún)?shù)組合作為實(shí)際生產(chǎn)工藝中晶片的離子注入?yún)?shù)。然而，本發(fā)明人在實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，采用這種模擬離子注入及快速退火工藝過程并不能準(zhǔn)確反映真實(shí)退火工藝所導(dǎo)致的晶片性質(zhì)的變化。具體表現(xiàn)如表I所示
權(quán)利要求
1.一種獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，其特征在于，包括 提供監(jiān)測(cè)晶片，所述監(jiān)測(cè)晶片的第一表面具有離子注入層，所述監(jiān)測(cè)晶片相對(duì)于第一表面的第二表面上依次覆蓋有第一氧化層和第一氮化層； 在第一溫度狀態(tài)，對(duì)所述監(jiān)測(cè)晶片進(jìn)行快速退火，所述第一溫度為使所述監(jiān)測(cè)晶片中注入離子活化或處于本征粒子位置的溫度； 測(cè)量所述經(jīng)快速退火的監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻； 如果所述監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻落入規(guī)定范圍，則將所述監(jiān)測(cè)晶片的離子注入層對(duì)應(yīng)的注入?yún)?shù)組合作為實(shí)際生產(chǎn)工藝中晶片的離子注入?yún)?shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，其特征在于，所述方法還包括如果所述監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻不落入規(guī)定范圍，則修正所述注入?yún)?shù)組合，直到獲得使所述監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻落入規(guī)定范圍的注入?yún)?shù)組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，其特征在于，所述第一氧化層的厚度范圍為10-100A，所述第一氮化層的厚度范圍為300-500A。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)晶片還包括形成在第一氮化層上的第二氧化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，其特征在于，所述第一氧化層的厚度范圍為10-100A，所述第一氮化層的厚度范圍為100-300A，所述第二氧化層的厚度范圍為200-500A。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，其特征在于，所述注入?yún)?shù)組合包括離子注入劑量、離子注入能量或離子類型。
7.—種監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片，其特征在于 所述晶片的第一表面具有離子注入層；所述離子注入層的離子注入?yún)?shù)組合與所述晶片快速退火后的平面電阻具有關(guān)聯(lián)； 所述晶片的第二表面上依次覆蓋有第一氧化層和第一氮化層，所述第二表面與所述晶片的第一表面相對(duì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片，其特征在于，所述第一氧化層的厚度范圍為10-100A，所述第一氮化層的厚度范圍為300-500A。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片，其特征在于，所述晶片還包括形成在第一氮化層上的第二氧化層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片，其特征在于，所述第一氧化層的厚度范圍為10-100A，所述第一氮化層的厚度范圍為100-300A，所述第二氧化層的厚度范圍為200-500A。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片，其特征在于，所述離子注入層的注入離子為III族或V族元素。
12.—種制作監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片的方法，其特征在于，包括 提供裸晶片； 在所述裸晶片的第二表面依次形成第一氧化層、第一氮化層，形成監(jiān)測(cè)晶片半成品； 對(duì)所述監(jiān)測(cè)晶片半成品進(jìn)行離子注入，所述離子注入通過第一表面進(jìn)行，所述第一表面與所述第二表面相對(duì)；所述離子注入層的離子注入?yún)?shù)組合與所述晶片快速退火后的平面電阻具有關(guān)聯(lián)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制作監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片的方法，其特征在于，在所述裸晶片的第二表面依次形成第一氧化層、第一氮化層步驟包括 對(duì)所述裸晶片進(jìn)行沉積工藝，形成覆蓋所述第二表面的第一氧化層與覆蓋所述第一表面的第三氧化層； 進(jìn)行沉積工藝，以形成覆蓋所述第一氧化層的第一氮化層與覆蓋所述第三氧化層的第二氮化層； 去除第二氮化層； 去除第二氧化層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制作監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片的方法，其特征在于，在所述裸晶片的第二表面依次形成第一氧化層、第一氮化層步驟后，所述制作監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片的方法還包括在所述第一氮化層上沉積第二氧化層。
全文摘要
一種獲取離子注入工藝參數(shù)的方法，包括提供監(jiān)測(cè)晶片，所述監(jiān)測(cè)晶片的第一表面具有離子注入層，所述監(jiān)測(cè)晶片相對(duì)于第一表面的第二表面上依次覆蓋有第一氧化層和第一氮化層；在第一溫度狀態(tài)，對(duì)所述監(jiān)測(cè)晶片進(jìn)行快速退火；測(cè)量所述經(jīng)快速退火的監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻；如果所述監(jiān)測(cè)晶片的平面電阻落入規(guī)定范圍，則將所述監(jiān)測(cè)晶片的離子注入層對(duì)應(yīng)的注入?yún)?shù)組合作為實(shí)際生產(chǎn)工藝中晶片的離子注入?yún)?shù)。本發(fā)明還提供一種監(jiān)測(cè)快速退火工藝的晶片及其制作方法。采用本發(fā)明的獲取離子注入工藝參數(shù)的方法、監(jiān)測(cè)晶片及監(jiān)測(cè)晶片的制造方法，可以使得監(jiān)測(cè)過程更為接近實(shí)際晶片的快速退火工藝。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102800604SQ201110139469
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者陳勇, 朱紅波 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司