随着CMOS器件关键尺寸的缩小,我们希望得到的PN结深度越来越浅,同时对OP196GSZ应的薄层电阻要相应的低,以降低源漏极到栅极氧化层的连续电阻。这对退火工艺提出了越来越高的挑战,这是因为我们可以通过提高退火的温度来提高注人离子的活化以降低薄层电阻,但是温度提高后,掺杂元素的扩散也会相应增加。在这种情况下,毫秒级退火⒈艺就应运而生。如图10.14Ⅱ∷所示,通常的RTA(Rapid Thcrmal Annealing)丁艺,包括浸人式退火和尖峰退火,已经不能符合一些高性能的65nm CMOS器件的要求,而毫秒级退火近1300℃的瞬间高温可以同时达到高度活化和极小的扩散目的,它可以将薄层电阻和结深的对应曲线明显地向我们所想要的方向移动,以达到45nm、32nm甚至更高阶的CM()S制程的要求。毫秒级退火丨艺呵由两种主要的技术实现,一种技术是用气体或二极管激发产生的镭射激光来加热晶圆,主要的生产厂家有超微半导体公司(Ultra Tech)和应用材料公司(Applicd Matcrial);另一种技术是用超高频率的弧光灯瞬问发光来达到让晶圆加热到很高的温度,以迪恩十公司(DNs)和Mat1son各自生产的快闪退火设备为代表。图10,l弓列出F典型的几种毫秒级退火丁艺示意图。需要指出的是,虽然与浸人退火、尖峰退火比,毫秒级退火可以得到超浅结,但是主流的65nm、45nm甚至32nm CMOs工艺基本⒈都还是采用毫秒级退火搭配相对低温的尖峰退火来形成PN超浅结。这是因为毫秒级退火时问极短,由于离子注人造成的晶格损伤和缺陷来不及完全修复,对于重掺杂的源漏极来说尤其严重。如果只单用毫秒级退火的话,可能寻致很高的结漏电流,从而降低器件的电学性能。毫秒级退火在CMOS I艺流程中可以有几种不同的整合方式,它可以是一步,放在源漏极的离子注人后;也可以是两步或多步,分别在源漏扩展区的离子注入和源漏极离子注人后。它的作用主要体现在提高活化率,降低多晶硅栅极的耗尽层及降低电性厚度,减少短沟道效应,提高I作电流。