隨著CMOS器件關鍵尺寸的縮小,我們希望得到的PN結深度越來越淺,同時對OP196GSZ應的薄層電阻要相應的低,以降低源漏極到柵極氧化層的連續電阻。這對退火工藝提出了越來越高的挑戰,這是因為我們可以通過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,摻雜元素的擴散也會相應增加。在這種情況下,毫秒級退火⒈藝就應運而生。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,已經不能符合一些高性能的65nm CMOS器件的要求,而毫秒級退火近1300℃的瞬間高溫可以同時達到高度活化和極小的擴散目的,它可以將薄層電阻和結深的對應曲線明顯地向我們所想要的方向移動,以達到45nm、32nm甚至更高階的CM()S制程的要求。毫秒級退火丨藝呵由兩種主要的技術實現,一種技術是用氣體或二極管激發產生的鐳射激光來加熱晶圓,主要的生產廠家有超微半導體公司(Ultra Tech)和應用材料公司(Applicd Matcrial);另一種技術是用超高頻率的弧光燈瞬問發光來達到讓晶圓加熱到很高的溫度,以迪恩十公司(DNs)和Mat1son各自生產的快閃退火設備為代表。圖10,l弓列出F典型的幾種毫秒級退火丁藝示意圖。需要指出的是,雖然與浸人退火、尖峰退火比,毫秒級退火可以得到超淺結,但是主流的65nm、45nm甚至32nm CMOs工藝基本⒈都還是采用毫秒級退火搭配相對低溫的尖峰退火來形成PN超淺結。這是因為毫秒級退火時問極短,由于離子注人造成的晶格損傷和缺陷來不及完全修復,對于重摻雜的源漏極來說尤其嚴重。如果只單用毫秒級退火的話,可能尋致很高的結漏電流,從而降低器件的電學性能。毫秒級退火在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,分別在源漏擴展區的離子注入和源漏極離子注人后。它的作用主要體現在提高活化率,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,提高I作電流。