[發(fā)明專利]輕摻雜溝槽注入方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010272577.X
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102386075A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 何永根
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/336
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發(fā)明涉及N溝槽金屬氧化物半導體(NMOS，N?Metal-Oxide?Semiconductor)制作方法，具體涉及一種輕摻雜溝槽注入(Pocket?Implant)方法。

背景技術

不同與P溝槽金屬氧化物半導體(PMOS，P?Metal-Oxide?Semiconductor)，N溝槽金屬氧化物半導體會產(chǎn)生熱離子注入效應(HCI，Hot?Carrier?Injection)。具體是說，隨著芯片尺寸的減小，芯片的供電電壓、工作電壓并沒有相應減少很多，所以相應的電場強度增加了，導致了電子的運動速率增加。當電子的能量足夠高的時候，就會離開硅襯底，隧穿進入柵極氧化層，從而改變閾值電壓。這種效應會增加NMOS的閾值電壓，并影響NMOS長期使用的可靠性。

現(xiàn)有的NMOS制作方法包括以下步驟：(1)多晶硅柵(Gate)以及偏移間隔層(Offset?Spacer)的形成；(2)n-輕摻雜漏(nLDD)注入，將離子的摻雜材料淺注入在p阱處以備隨后的中等或者高劑量的源/漏注入，形成源/漏區(qū)；(3)輕摻雜溝槽注入，向源/漏極之間的柵極氧化層下方的接近溝道區(qū)域注入輕摻雜離子，以防止熱離子注入效應。

在上述方法步驟(3)輕摻雜溝槽注入中，如圖1所示，摻雜離子選用硼離子(B+)，通過將硼離子以一定角度穿過柵極氧化層103，注入到，多晶硅柵105以及側墻104下方，源/漏極102之間p阱101中的位置。通過將上述襯底區(qū)域中大量存在的硅氫Si-H鍵或者硅氘Si-D鍵，替換為硅硼Si-B鍵，由于硅硼鍵的鍵能大于硅氫鍵和硅氘鍵的鍵能，上述的輕摻雜溝槽注入方法可以避免襯底上的硅發(fā)生共價鍵斷裂，即避免電子的能量足夠高的時候離開硅襯底，隧穿進入柵極氧化層。但是，由于硅硼鍵的鍵能不夠高，目前的技術仍然不能很好的避免NMOS在熱離子注入效應測試條件下產(chǎn)生熱離子注入效應。通常的熱離子注入效應測試條件下，一般可以采用125攝氏度，130％正常工作電壓的條件，其中130％正常工作電壓是指對例如2.5V正常工作電壓的NMOS以3.3V的電壓進行測試。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是針對現(xiàn)有技術中的輕摻雜溝槽注入方法不能解決NMOS的穩(wěn)定性差、在極端條件下會產(chǎn)生熱離子注入效應的技術問題，提供一種可以提高NMOS穩(wěn)定性的輕摻雜溝槽注入方法。

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案如下：

一種輕摻雜溝槽注入方法，應用于NMOS制作過程中對硅片的處理，包括將離子的摻雜材料注入柵極氧化層下方的步驟；所述摻雜材料包括含氟離子。

優(yōu)選的，所述含氟離子的注入角度為15-60度。

優(yōu)選的，所述含氟離子為二氟化硼離子或氟離子F⁺。

優(yōu)選的，所述二氟化硼離子的注入能量為20～70千電子伏；注入劑量為2E13～8E13原子每平方厘米。

優(yōu)選的，所述氟離子F⁺注入能量為2～20千電子伏；注入劑量為2E13～2E14原子每平方厘米。

本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法具有以下的有益效果：

首先，本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，將含氟離子注入溝槽，利用硅氟Si-F鍵能為較高的6.9電子伏(ev)，從而加強了源/漏極間襯底區(qū)域中的電子的穩(wěn)定性，有效地避免了NMOS在極端條件下發(fā)生熱離子注入效應。

另外，本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，利用二氟化硼離子進行輕摻雜溝槽注入，離子的注入能量為20～70千電子伏，注入劑量為2E13～8E13原子每平方厘米，高效地將含氟離子注入到源/漏極間襯底區(qū)域，增強了NMOS的工作穩(wěn)定性。

再有，本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，利用氟離子F⁺進行輕摻雜溝槽注入，離子的注入能量為2～20千電子伏，注入劑量為2E13～2E14原子每平方厘米，將含氟離子注入到源/漏極間襯底區(qū)域，增強了NMOS的工作穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中輕摻雜溝槽注入方法示意圖；

圖2是本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法一種具體實施方式的注入方法示意圖；

圖3是本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法另外一種具體實施方式的注入方法示意圖；

圖中的附圖標記表示為：

101，201，301-p阱；102，202，302-源/漏極；

103，203，303-柵極氧化層；104，204，304-側墻；105，205，305-多晶硅柵。

具體實施方式