[發明專利]一種低壓本征NMOS器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210009713.5
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN103050529A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 劉冬華;石晶;錢文生;胡君;段文婷
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/08;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種低壓本征NMOS器件。本發明還涉及一種低壓本征NMOS器件的制造方法

背景技術

本征NMOS器件具有低閾值電壓，當它的柵極電壓為零伏是出于開的狀態，在模擬電路中經常被采用，主要是用作傳輸器件。在鍺硅BiCMOS工藝中，為了隔離外部噪聲，降低電路的高頻噪聲，特別是低噪聲功率放大器(LNA)，有的時候需要采用高電阻率的硅襯底材料，比如電阻率為1000ohm.cm襯底。相比常規電阻率為10ohm.cm左右的硅襯底，這種高電阻率的硅襯底的摻雜濃度降低了數十倍。因此對本征NMOS來說，特別是核心低壓本征NMOS(Core?Native?NMOS)，由于溝道沒有任何額外的摻雜，溝道長度需要加長2～3倍，才能避免器件的源和漏發生穿通。對于工作電壓為1.8伏特的本征NMOS，當襯底電阻率從10ohm.cm變為1000ohm.cm時，它的溝道長度需要從0.8微米加長到2微米才能避免源漏穿通現象的發生。雖然在本征NMOS的電路中被使用的數量不是很多，但溝道長度增加導致的驅動電流下降，最終會導致電路中需要并聯更多的器件才能滿足電路的性能，間接導致電路面積變大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種低壓本征NMOS器件在不改變工藝條件(無需增加溝道長度)的情況下，能抑制由于超高電阻率硅襯底導致的低壓本征NMOS器件源漏穿通現象。本發明還提供了一種低壓本征NMOS器件的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明的低壓本征NMOS器件包括：硅襯底上部形成有注入區，注入區旁側形成有淺溝槽隔離，注入區上部形成有N型源漏區，注入區和硅襯底上方形成有柵氧化層，柵氧化層上方形成有柵多晶硅層，柵氧化層和柵多晶硅層的兩側形成有隔離側墻，N型源漏區和柵多晶硅層通過接觸孔引出連接金屬連線。

所述N型源漏區與柵氧化層、柵多晶硅層不存在重疊區域。

所述柵氧化層厚度為2納米～4納米。

本發明的低壓本征NMOS器件制造方法，包括：

(1)在硅襯底上制作淺溝槽隔離，淀積一層二氧化硅，在二氧化硅上方生長一層多晶硅，刻蝕后形成柵多晶硅層；

(2)利用高壓輸入輸出PMOS管LDD(輕摻雜漏注入)雜質注入，同時將這道雜質注入到低壓本征NMOS器件預設計的源漏區域形成注入區(利用高壓本征PMOS管制造過程中的I/O?PMOS的LDD注入)；

(3)刻蝕去除部分二氧化硅，形成柵氧化層，在柵氧化層和柵多晶硅層兩側制作隔離側墻；

(4)熱退火(利用HBT制作過程中的熱退火)，使注入區在橫向和縱向推進；

(5)在注入區進行源漏注入，形成N型源漏區；

(6)將N型源漏區和柵多晶硅層通過接觸孔引出連接金屬連線。

其中，實施步驟(1)時，采用電阻率是1000ohm.com的硅襯底。

其中，實施步驟(1)時，淀積二氧化硅厚度為2納米～4納米。

本發明的低壓本征NMOS器件制造過程中利用高壓輸入輸出PMOS(I/OPMOS)的LDD雜質注入，同時將這道雜質注入到NMOS器件預設計的源漏區域，這樣能提高溝道中在溝道兩側的雜質濃度。由于本征器件的溝道比較長，它的兩側摻雜濃度提高不會影響本征器件的閾值電壓。從而能有效地抑制了源漏穿通的發生，不需要再通過拉長器件溝道的方式來避免源漏穿通現象的發生，有利于低壓本征NMOS器件的小型化，有利于減小應用低壓本征NMOS器件的電路面積。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是本發明低壓本征NMOS器件的示意圖。

圖2是本發明低壓本征NMOS器件制造方法的流程圖。

圖3是本發明低壓本征NMOS器件制造方法示意圖一，顯示步驟(1)形成的器件。

圖4是本發明低壓本征NMOS器件制造方法示意圖二，顯示步驟(2)形成的器件。

圖5是本發明低壓本征NMOS器件制造方法示意圖三，顯示步驟(3)形成的器件。

圖6是本發明低壓本征NMOS器件制造方法示意圖四，顯示步驟(4)形成的器件。

圖7是本發明低壓本征NMOS器件制造方法示意圖五，顯示步驟(5)形成的器件。

附圖標記說明

1是硅襯底

2是淺溝槽隔離

3是柵氧化層

4是柵多晶硅層

5是注入區(熱退火前)

6是隔離側墻

7是注入區(熱退火后)