[發明專利]具有小袋的半導體器件及其制造

有效

• 申請號: 02106726.0
• 申請日: 2002-03-04
• 公開（公告）號: CN1393935A
• 公開（公告）日: 2003-01-29
• 發明（設計）人: 和田一;岡部堅一;渡邊孔
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L21/425
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

技術領域

本發明涉及到半導體器件及其制造方法，更確切地說是涉及到具有用來抑制短溝道效應的小袋區域的半導體器件及其制造方法。

背景技術

隨著更精細的半導體器件的出現，引起了與晶體管閾值相關的短溝道效應的問題。作為這一問題的一種對策，已經提出了一種小袋結構。在n溝道MOS晶體管中，p型小袋區域被制作在柵的相對邊緣的下方。硼(B)被廣泛地用作形成小袋區域的雜質。最近，銦(In)也被用作形成p型小袋區域的雜質。

用銦作為形成小袋區域的雜質的n溝道MOS晶體管具有下列優點：

短溝道效應的抑制能力強；且

驅動能力得到了改進。

這些優點可以歸咎于銦的原子量(115)大于硼的原子量(11)，這使銦原子難以分凝和擴散。

下面參照圖4A-4D，來描述具有小袋區域的半導體器件的常規制造方法。

如圖4A所示，在硅襯底1的主表面中形成隔離區2。在圖4A所示的結構中，隔離溝槽被制作在硅襯底1中，并用氧化硅之類的絕緣材料加以填充。用化學機械拋光(CMP)等方法清除淀積在硅襯底1表面上的不需要的絕緣材料，以形成淺溝槽隔離(STI)結構。

可以采用硅的局部氧化(LOCOS)代替STI，來形成隔離區。隔離區2確定了大量有源區。在下列描述中，以舉例的方式采用了用來制作n溝道MOS晶體管的有源區。

在300keV的加速能量和大約3.0×10¹³cm^-2的劑量下，硼離子被注入到硅襯底1的有源區中，從而形成p型阱3。接著，在30keV的加速能量和大約5.0×10¹²cm^-2的劑量下，注入硼離子，以形成閾值被調節了的溝道區。

柵絕緣膜4被制作在有源區的表面上，并在柵絕緣膜4上制作由多晶硅、多硅化物之類組成的柵電極層。利用抗蝕劑掩模，對柵電極層和柵絕緣膜進行圖形化，以形成具有柵絕緣膜4的絕緣柵電極5。

如圖4B所示，利用絕緣柵電極作為掩模，在5keV的加速能量和大約3.0×10¹⁵cm^-2的劑量下，注入砷(As)離子，以形成淺延伸區6。

如圖4C所示，小袋區域7被形成在延伸區6下方。例如，在100keV的加速能量和大約6.3×10¹³cm^-2的劑量下，沿從襯底法線傾斜30度的4個方向注入銦離子，以形成銦摻雜的區域7。

如圖4D所示，淀積氧化硅之類的絕緣層以覆蓋絕緣柵電極5。此絕緣層被各向異性腐蝕，以便僅僅在絕緣柵電極5的側壁上留下側壁隔層8。

利用絕緣柵電極和側壁隔層作為掩模，注入n型雜質，以形成深的源/漏區9。例如，在15keV的加速能量和大約5.0×10¹⁵cm^-2的劑量下，注入磷(P)離子。深的源/漏區9被制作來形成與金屬電極的良好接觸。若硅化物層被制作來降低源/漏區的電阻，則在源/漏區9的表面上形成金屬和硅的化合物。

用燈加熱的方法，對離子注入工藝之后的半導體襯底進行加熱，以激活雜質。例如，在1025℃下燈加熱大約3秒鐘。

具有含銦的小袋區域的n溝道MOS晶體管，具有抑制短溝道效應和改善驅動能力的優點。然而，結漏電電流增大。由于反向窄溝道效應，窄溝道晶體管的漏電流也增大。

發明內容

本發明的目的是提供一種半導體器件，其n溝道MOS晶體管具有含銦的小袋區域，此半導體器件能夠抑制由于使用銦而引起的漏電流的增大。

本發明的另一目的是提供一種制造具有銦離子注入形成的小袋區域的半導體器件的方法，此方法能夠抑制由于使用銦而引起的漏電流的增大。