[發(fā)明專利]改善半導(dǎo)體元器件性能的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910054803.4
• 申請日: 2009-07-14
• 公開（公告）號: CN101958226A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 居建華;劉兵武;神兆旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/316
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元器件的制造技術(shù)，尤其是指一種改善半導(dǎo)體元器件性能的方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷完善，半導(dǎo)體元器件的特征尺寸(CD)也變得越來越小。然而，當(dāng)半導(dǎo)體元器件中的溝道長度縮短到可與源極和漏極的耗盡層寬度之和相比擬時，溝道邊緣(如源極、漏極以及絕緣區(qū)邊緣)所造成的擾動將變得更為顯著，半導(dǎo)體器件的性能也將因此而偏離原有的長溝道特性(也即溝道長度遠(yuǎn)大于源極和漏極的耗盡層寬度之和時的特性)。例如，在短溝道條件中，閾值電壓(即柵極的開啟電壓)會隨漏極電壓的增加而降低，從而對元器件的閾值電壓控制以及元器件漏電等器件特性造成不利影響。上述這種因溝道長度縮短而發(fā)生的對元器件特性的影響，通常稱為短溝道效應(yīng)(SCE，ShortChannel?Effect)。另一方面，當(dāng)半導(dǎo)體元器件中的溝道寬度窄到可與源和漏的耗盡層寬度相比擬時，半導(dǎo)體元器件將發(fā)生偏離寬溝道的行為，這種由窄溝道寬度引起的對器件性能的影響稱為窄溝道效應(yīng)(NWE，Narrow?Width?Effect)。由于溝道的寬度變窄而導(dǎo)致閾值電壓的增加，是窄溝道效應(yīng)的重要表現(xiàn)形式，這與半導(dǎo)體襯底中耗盡區(qū)沿溝道寬度的橫向擴(kuò)展有關(guān)。

由于上述的短溝道效應(yīng)和窄溝道效應(yīng)都將對半導(dǎo)體元器件的性能產(chǎn)生不利影響，且增加了處理過程的復(fù)雜度，使得所獲得的元器件難以滿足設(shè)計中所需的規(guī)格，因此上述兩個效應(yīng)已經(jīng)成為半導(dǎo)體元器件制造工藝發(fā)展中的障礙。為了盡量消除或減小上述兩個效應(yīng)所帶來的不利影響，人們引入了多種新的進(jìn)程和技術(shù)來改善上述的SCE和NWE所帶來的不利影響。例如，通過使用組合注入(co-implant)技術(shù)、快速退火(spike?anneals)、閃式退火(flash?anneals)或激光退火(laser?anneals)技術(shù)，在源漏擴(kuò)展(SDE，Source?Drain?Extension)結(jié)構(gòu)或淺溝槽隔離(STI，Shallow?Trench?Isolation)結(jié)構(gòu)中形成相應(yīng)的淺結(jié)(ShallowJunction)，從而對有源區(qū)(AA，Active?Area)的壓應(yīng)力(stress)進(jìn)行控制，以減小SCE和NWE對半導(dǎo)體元器件所產(chǎn)生的不利影響。

由此可知，如何對SCE和NWE進(jìn)行較好的控制，從而改善半導(dǎo)體元器件的性能，已成為半導(dǎo)體制造工藝發(fā)展中的迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種改善半導(dǎo)體元器件性能的方法，從而可減小SCE和NWE對半導(dǎo)體元器件所產(chǎn)生的不利影響，改善半導(dǎo)體元器件的性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明中的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種改善半導(dǎo)體元器件性能的方法，該方法包括：

預(yù)先指定半導(dǎo)體元器件制造工藝中的至少一個工藝過程；

對所述預(yù)先指定的工藝過程進(jìn)行降低熱預(yù)算的操作。

所述預(yù)先指定的工藝過程包括：

原位蒸汽發(fā)生工藝過程、快速熱氧化工藝過程、犧牲氧化層沉積工藝過程中的任意一個或多個工藝過程。

當(dāng)所述預(yù)先指定的工藝過程包括原位蒸汽發(fā)生工藝過程時，所述對所述預(yù)先指定的工藝過程進(jìn)行降低熱預(yù)算的操作包括：

減小所述原位蒸汽發(fā)生工藝過程中襯氧化層的厚度。

所述減小后的襯氧化層的厚度為50～105埃。

當(dāng)所述預(yù)先指定的工藝過程包括快速熱氧化工藝過程時，所述對所述預(yù)先指定的工藝過程進(jìn)行降低熱預(yù)算的操作包括：

降低所述快速熱氧化工藝過程中的溫度。

所述降低后的快速熱氧化工藝過程中的溫度為550～1050攝氏度。

當(dāng)所述預(yù)先指定的工藝過程包括犧牲氧化層沉積工藝過程時，所述對所述預(yù)先指定的工藝過程進(jìn)行降低熱預(yù)算的操作包括：

不進(jìn)行所述犧牲氧化層沉積工藝過程

綜上可知，本發(fā)明中提供了一種改善半導(dǎo)體元器件性能的方法。在所述改善半導(dǎo)體元器件性能的方法中，由于可預(yù)先指定半導(dǎo)體元器件制造工藝中的至少一個工藝過程，并對所述預(yù)先指定的工藝過程進(jìn)行降低熱預(yù)算(ThermalBudget)的操作，降低整個半導(dǎo)體元器件制造工藝中的熱預(yù)算的總量，從而可減小SCE和NWE對半導(dǎo)體元器件所產(chǎn)生的不利影響，改善半導(dǎo)體元器件的性能。

附圖說明

圖1為淺溝道隔離結(jié)構(gòu)的制造方法的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明中改善半導(dǎo)體元器件性能的方法的流程示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例一中的半導(dǎo)體元器件性能改善效果示意圖，包括圖3(a)和圖3(b)。

圖4為本發(fā)明實施例二中的半導(dǎo)體元器件性能改善效果示意圖，包括圖4(a)和圖4(b)。