隨著CMOS器件關(guān)鍵尺寸的縮小,我們希望得到的PN結(jié)深度越來越淺,同時(shí)對(duì)OP196GSZ應(yīng)的薄層電阻要相應(yīng)的低,以降低源漏極到柵極氧化層的連續(xù)電阻。這對(duì)退火工藝提出了越來越高的挑戰(zhàn),這是因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^提高退火的溫度來提高注人離子的活化以降低薄層電阻,但是溫度提高后,摻雜元素的擴(kuò)散也會(huì)相應(yīng)增加。在這種情況下,毫秒級(jí)退火⒈藝就應(yīng)運(yùn)而生。如圖10.14Ⅱ∷所示,通常的RTA(Rapid Thcrmal Annealing)丁藝,包括浸人式退火和尖峰退火,已經(jīng)不能符合一些高性能的65nm CMOS器件的要求,而毫秒級(jí)退火近1300℃的瞬間高溫可以同時(shí)達(dá)到高度活化和極小的擴(kuò)散目的,它可以將薄層電阻和結(jié)深的對(duì)應(yīng)曲線明顯地向我們所想要的方向移動(dòng),以達(dá)到45nm、32nm甚至更高階的CM()S制程的要求。毫秒級(jí)退火丨藝呵由兩種主要的技術(shù)實(shí)現(xiàn),一種技術(shù)是用氣體或二極管激發(fā)產(chǎn)生的鐳射激光來加熱晶圓,主要的生產(chǎn)廠家有超微半導(dǎo)體公司(Ultra Tech)和應(yīng)用材料公司(Applicd Matcrial);另一種技術(shù)是用超高頻率的弧光燈瞬問發(fā)光來達(dá)到讓晶圓加熱到很高的溫度,以迪恩十公司(DNs)和Mat1son各自生產(chǎn)的快閃退火設(shè)備為代表。圖10,l弓列出F典型的幾種毫秒級(jí)退火丁藝示意圖。需要指出的是,雖然與浸人退火、尖峰退火比,毫秒級(jí)退火可以得到超淺結(jié),但是主流的65nm、45nm甚至32nm CMOs工藝基本⒈都還是采用毫秒級(jí)退火搭配相對(duì)低溫的尖峰退火來形成PN超淺結(jié)。這是因?yàn)楹撩爰?jí)退火時(shí)問極短,由于離子注人造成的晶格損傷和缺陷來不及完全修復(fù),對(duì)于重?fù)诫s的源漏極來說尤其嚴(yán)重。如果只單用毫秒級(jí)退火的話,可能尋致很高的結(jié)漏電流,從而降低器件的電學(xué)性能。毫秒級(jí)退火在CMOS I藝流程中可以有幾種不同的整合方式,它可以是一步,放在源漏極的離子注人后;也可以是兩步或多步,分別在源漏擴(kuò)展區(qū)的離子注入和源漏極離子注人后。它的作用主要體現(xiàn)在提高活化率,降低多晶硅柵極的耗盡層及降低電性厚度,減少短溝道效應(yīng),提高I作電流。