輕摻雜源漏極離子注入方法
2023-08-13 21:34:46
專利名稱：輕摻雜源漏極離子注入方法
技術領域：
本發明涉及半導體的製造工藝，具體地說，涉及一種半導體器件的輕摻雜
源漏才及(LDD )離子注入方法。
背景技術：
隨著CMOS半導體技術的發展，無^侖是作為晶片外圍電路的輸入輸出器件 (以下均簡稱"I/O器件")還是作為存儲器的核心器件尺寸都變得越來越小， 集成度越來越高。要想獲得優異的電性性能變得越來越難，尤其對於65nm以及 以下的^f支術代而言。
以製作65nm的I/O器件的LDD離子注入為例。圖1顯示了一種現有的LDD 離子注入方法，該方法採用低能量離子注入，且以垂直於半導體襯底IO的表面 的方向15注入。衝企測發現，最大電場14形成在淺層結合區11即溝道12與漏 極區13的結合處靠近溝道12上表面的地方。在最大電場14的作用下，淺層結 合區11靠近溝道12上表面的離子活動劇烈，且距離柵氧化層很近，因此相當 多的離子經過彼此碰撞被柵氧化層捕獲，形成較嚴重的熱載流子注入效應(HCI)，
影響i/o器件的各種電性參數，影響其正常的導電效果。
為了減少載流子的效應，需要將漏端最大電場從溝道表面移向襯底，使得 溝道電流流通路徑遠離最大電場，從而降低發生雪崩碰撞電離的機率。圖2說 明了現有另外一種LDD離子注入方法，該方法的注入方向仍然是垂直半導體襯 底表面，但離子注入的能量和劑量比前一種離子注入方法要高。檢測發現，採 用該離子注入方法明顯將最大電場的位置降低了，在一定程度上確實減小了熱 載流子注入效應。但是隨著半導體器件的精密化，柵氧化層和柵極的厚度也越 來越薄，採用高能量和高劑量離子注入的方法，摻雜離子很容易穿透柵氧化層， 即使在LDD離子注入製程中沒有穿透，在後續的退火製程中，柵氧化層界面的 摻雜離子很容易滲透到溝道內，破壞溝道的原有電性性能。
有鑑於此，需要提供一種新的LDD離子注入方法以改善上述情況。
發明內容
本發明解決的技術問題在於提供可降低熱載流子注入效應又不會造成半導 體器件性能衰減的LDD離子注入方法。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種用於半導體器件的LDD離子注入 方法，該方法是以傾斜的方式進行離子注入，以垂直半導體器件表面的豎直面 為基準，傾斜角度在大於0度小於等於45度的範圍內。
所述離子注入分為數步驟進行，每進行一步驟，將該半導體器件旋轉一定 角度，然後再進行下一步驟。具體地，所述離子注入分為四步驟進行，每進行 一步驟，將半導體器件旋轉90度。
所述傾斜角度為2-35度，最佳的傾斜角度為30度。
相較採用相同能量和劑量的垂直的LDD離子注入方法，採用本發明公開的 傾斜式LDD離子注入的方法，可以獲得更低位置的最大電場，有效地改善了熱 載流子注入效應；採用本發明的方法可以以相較現有方法能量和劑量少的離子 注入，在保證改善熱載流子注入效應的同時保證注入離子不會通過才冊氧化層進 入溝道，避免了對半導體器件的各項電性參數的影響。
圖1是採用現有低能量LDD離子注入方法製作的半導體器件的截面示意圖。
圖2是採用現有高能量LDD離子注入方法製作的半導體器件的截面示意圖。
圖3是採用本發明LDD離子注入方法製作的半導體器件的截面示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明半導體器件LDD離子注入方法的一實施例作進一步 詳細描述。
本實施例的半導體器件以輸入輸出(I/O)器件為例。請參閱圖3,該I/O
器件的半導體襯底20上設有柵氧化層26以及柵極27,半導體襯底20兩側是與 其本身電性相反的源漏極區，圖3中只顯示了漏極區23。
本發明的LDD離子注入方法是以傾斜的方式離子注入的。以與半導體襯底 20表面垂直的豎直面為基準，傾斜角度在大於0度小於等於45度的範圍內。進 一步地，該傾斜角度在2-35度範圍內效果更好，最佳的傾斜角度是30度。
由於本發明的離子注入是傾斜注入的，不管角度多大，都會產生一定的陰 影區即離子無法注入的區域。為了使源漏極區離子注入均勻，在本實施例中， 整個離子注入過程均勻地分成四步進行，每進行一步，將該i/o器件在水平面上 旋轉90度。可以理解是，離子注入過程還可以根據實際需要均勻的分成五步或 更多步驟進行。
檢測發現，採用傾斜方式進行LLD離子注入的方法，可以將最大電場24 下降，減小靠近柵氧化層26的離子運動，進而有效減少熱栽流子注入效應。在 離子注入過程中旋轉半導體器件，可使得注入離子分布更加均勻。相較使用相 同劑量和能量的垂直LDD離子注入方法，釆用本發明的方法可以使最大電場24 下降到更低的位置。另外，在離子注入過程中，在離子不會穿透或在後續退火 製程滲透柵氧化層的情況下，儘量增加離子注入的能量和劑量，以將最大電場 下降到所能達到的最低位置，進一步減小熱載流子注入效應，增強或者至少保 證該半導體器件的各項電性參數達到要求。總而言之，採用本發明公開的傾斜 式LDD離子注入方法，可以獲得更加優化的電場特性，從而在保持半導體器件 電學特性的同時，有效地抑制了熱載流子注入效應。
權利要求
1.一種半導體器件的輕摻雜源漏極(LDD)離子注入方法，其特徵在於，該LDD離子注入方法以傾斜的方式進行離子注入，以垂直半導體器件表面的豎直面為基準，傾斜角度在大於0度小於等於45度的範圍內。
2. 如權利要求1所述的LDD離子注入方法，其特徵在於所述離子注入分為數 步驟進行，每進行一步驟，將該半導體器件旋轉一定角度，然後再進行下一步驟。
3. 如權利要求2所述的LDD離子注入方法，其特徵在於所述離子注入分為四 步驟進行，每進行一步驟，將半導體器件旋轉90度。
4. 如權利要求1所述的LDD離子注入方法，其特徵在於所述傾斜角度為2-35度。
5. 如權利要求1所述的LDD離子注入方法，其特徵在於所述傾斜角度為30 度。
6. 如權利要求1所述的LDD離子注入方法，其特徵在於所述半導體器件是輸 入輸出器件。
全文摘要
本發明公開了一種用於半導體器件的LDD離子注入方法，涉及半導體的製造工藝。該方法是以傾斜的方式進行離子注入，以垂直半導體器件表面的豎直面為基準，傾斜角度在大於0度小於等於45度的範圍內。所述LDD離子注入分為數步驟進行，每進行一步驟，將該半導體器件旋轉一定角度，然後再進行下一步驟。相較採用相同能量和劑量的垂直LDD離子注入方法，採用本發明公開的傾斜式LDD離子注入方法，可以獲得更加優化的半導體器件電場特性，從而在保持半導體器件的電學特性的同時，有效地抑制了熱載流子注入效應。
文檔編號H01L21/265GK101350300SQ20071004409
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月20日 優先權日2007年7月20日
發明者猛 趙 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司