專(zhuān)利名稱(chēng)：輕摻雜離子注入方法和i/o金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輕摻雜離子注入方法和I/O金屬氧化物
半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。
背景技術(shù)：
輕摻雜離子注入用以形成輕摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)包含輕摻雜漏注入(Lightly Doped Drain, LDD)區(qū)及袋式(Pocket)離子注入?yún)^(qū)，所述輕摻雜區(qū)用于定義MOS器件的源 漏擴(kuò)展區(qū)。LDD雜質(zhì)位于柵極下方緊貼溝道區(qū)邊緣，Pocket雜質(zhì)位于LDD區(qū)下方緊貼溝道 區(qū)邊緣，均為源漏區(qū)提供雜質(zhì)濃度梯度。 離子注入是將改變導(dǎo)電率的摻雜材料引入基底的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。在離子注入系統(tǒng)中， 所需要的摻雜材料在離子源中被離子化，離子被加速成具有規(guī)定能量的離子束后被引向基 底的表面，離子束中的高能離子得以滲入材料并且被鑲嵌到材料的晶格之中。
以形成LDD區(qū)為例，利用現(xiàn)有工藝進(jìn)行輕摻雜離子注入的步驟包括如圖1所示， 提供基底10，所述基底10包含至少兩個(gè)分立的芯片，各所述芯片均包含核心器件區(qū)12和位 于其外圍的輸入輸出器件區(qū)14，各器件之間形成有淺溝槽隔離區(qū)16 ;如圖2所示，在所述基 底10上形成柵極20 ;如圖3所示，對(duì)所述柵極20執(zhí)行再氧化(reoxidation)操作，以修復(fù) 其側(cè)壁；在經(jīng)歷所述再氧化操作后，在所述基底10及柵極20的表面形成氧化層22 ;如圖4 所示，順序執(zhí)行核心器件區(qū)12和輸入輸出器件區(qū)14內(nèi)的離子注入操作，并形成離子注入界 面42和44。 實(shí)踐中，一套完整的集成電路包含至少一個(gè)核心器件(Core device)和至少一個(gè) 輸入輸出器件(I/0器件，10 device)，所述核心器件形成于核心器件區(qū)內(nèi)，所述輸入輸出器 件形成于輸入輸出器件區(qū)內(nèi)，所述輸入輸出器件的工作電壓(如為1.8V或3. 3V)高于所述 核心器件的工作電壓(如為1.0V);高工作電壓易造成在輸入輸出器件內(nèi)結(jié)和溝道區(qū)的交 界邊緣處形成有高電場(chǎng)，電子在移動(dòng)的過(guò)程中將受此高電場(chǎng)加速成為高能粒子，所述高能 粒子碰撞產(chǎn)生電子_空穴對(duì)(稱(chēng)為熱載流子)，所述熱載流子從電場(chǎng)獲得能量，可進(jìn)入柵氧 化層或柵極中，繼而影響器件的閾值電壓控制以及跨導(dǎo)的漂移，即產(chǎn)生熱載流子效應(yīng)。如何 抑制所述熱載流子效應(yīng)的發(fā)生一直是業(yè)界追求的目標(biāo)。 如，2006年9月27日公開(kāi)的公告號(hào)為"CN1277305C"的中國(guó)專(zhuān)利中提供了一種 CMOS制造中改進(jìn)熱載流子效應(yīng)的工藝集成方法，通過(guò)在柵氧化工藝前及晶體管柵多晶圖形 定義完成后分別增加熱氧化工藝，以有效減少柵氧化層內(nèi)的界面陷阱，特別是漏端靠近多 晶邊緣的氧化層界面陷阱，從而降低熱載流子在柵氧內(nèi)被捕獲的幾率，改善熱載流子效應(yīng)。 但是，應(yīng)用此方法抑制所述熱載流子效應(yīng)時(shí)需增加工藝步驟，影響生產(chǎn)效率。
此外，2005年6月15日公開(kāi)的公告號(hào)為"CN1627532A"的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中提供了 一種減小熱載流子效應(yīng)的I/O NMOS器件，所述器件包括硅基底、基底的上部?jī)蓚?cè)具有源區(qū) 及漏區(qū)、硅基底的中間部上方處具有柵氧化層，柵氧化層上具有多晶硅層，多晶硅及柵氧化 層的兩側(cè)具有側(cè)墻，特別地，基底的中間部位置比源區(qū)及漏區(qū)略高。通過(guò)采用以上設(shè)置，使
3漏電壓引起的溝道橫向電場(chǎng)的峰值點(diǎn)就會(huì)遠(yuǎn)離溝道表面，可有效減小熱載流子向柵氧化層的注入，同時(shí)減小溝道內(nèi)的峰值電場(chǎng)值，以顯著改善熱載流子效應(yīng)，提高器件壽命，進(jìn)而保證器件的高可靠性。但是，應(yīng)用此方法抑制所述熱載流子效應(yīng)時(shí)會(huì)造成柵氧化層結(jié)構(gòu)的改變，影響后續(xù)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種輕摻雜離子注入方法，可減少熱載流子效應(yīng)的發(fā)生；本發(fā)明提
供了一種輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，其具有結(jié)深h大于在同一離子注入條件下
獲得的符合產(chǎn)品要求的結(jié)深h。的輕摻雜漏區(qū)。
本發(fā)明提供的一種輕摻雜離子注入方法，包括 提供基底，所述基底包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)； 在所述基底上形成柵極； 執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入； 對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作； 執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。 可選地，所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入。
本發(fā)明提供的一種輕摻雜離子注入方法，包括 提供基底，所述基底包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)；
在所述基底上形成柵極并對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作；
執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入； 對(duì)經(jīng)歷輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作的基底執(zhí)行無(wú)氧熱處理操作；
執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。 可選地，所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入；可選地，執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)，熱處理腔室內(nèi)包含^或He ;可選地，執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)的溫度范圍與執(zhí)行所述柵極的再氧化操作時(shí)的溫度范圍相同。 本發(fā)明提供的一種輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，包括基底、形成于所述基底上的柵極，及，位于所述基底內(nèi)且環(huán)繞所述柵極的輕摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)的結(jié)深h大于在同一離子注入條件下獲得的符合產(chǎn)品要求的結(jié)深h。。 可選地，所述離子注入條件包括離子注入的能量、劑量、注入離子的類(lèi)型及基底表面形貌。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn) 上述技術(shù)方案提供的輕摻雜離子注入方法，通過(guò)在執(zhí)行所述柵極的再氧化操作之前，執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作；可利用執(zhí)行所述再氧化操作時(shí)的溫度，增強(qiáng)輸入輸出器件區(qū)內(nèi)注入離子的注入擴(kuò)散，使得在輸入輸出器件區(qū)內(nèi)形成具有更高結(jié)深的輕摻雜區(qū)，進(jìn)而使抑制熱載流子效應(yīng)的發(fā)生成為可能；且不影響核心器件區(qū)內(nèi)的注入離子；此外，也無(wú)需增加工藝步驟； 上述技術(shù)方案提供的輕摻雜離子注入方法，通過(guò)首先執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作，繼而，對(duì)經(jīng)歷輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作的基底執(zhí)行無(wú)氧熱處理操作；可利用執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)的溫度，增強(qiáng)輸入輸出器件區(qū)內(nèi)注入離子的注入擴(kuò)散；使得在輸入輸出器件區(qū)內(nèi)形成具有更高結(jié)深的輕摻雜區(qū)，進(jìn)而使抑制熱載流子效應(yīng) 的發(fā)生成為可能；且不影響核心器件區(qū)內(nèi)的注入離子；此外，還可使增加的熱處理操作對(duì) 已經(jīng)歷再氧化操作的柵極造成的影響盡量?。?上述技術(shù)方案提供的輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，通過(guò)使其內(nèi)輕摻雜區(qū) 的結(jié)深h大于在同一離子注入條件下獲得的符合產(chǎn)品要求的結(jié)深h。，可利用此具有更高結(jié) 深的輕摻雜區(qū)，使抑制熱載流子效應(yīng)的發(fā)生成為可能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的基底結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中形成柵極后的基底結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)柵極執(zhí)行再氧化操作后的基底結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行輕摻雜離子注入后的基底結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例中的基底結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例中的形成柵極后的基底結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例中的執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入后的基底結(jié) 構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例中的對(duì)柵極執(zhí)行再氧化操作后的基底結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例中的執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入后的基底結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖10-圖11為說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例與應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)獲得的器件的電性對(duì) 比示意圖； 圖12-圖13為說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例時(shí)的壽命檢測(cè)過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
盡管下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例，應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。 因此，下列的描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛教導(dǎo)，而并不作為對(duì)本發(fā)明的 限制。 為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能 和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi) 發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的 限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi) 時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。 在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列說(shuō)明和權(quán)利要 求書(shū)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非 精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。 通常，器件內(nèi)結(jié)和溝道區(qū)的交界邊緣處形成的高電場(chǎng)，使得電子在移動(dòng)的過(guò)程中 將受此高電場(chǎng)加速成為高能粒子，所述高能粒子碰撞產(chǎn)生電子_空穴對(duì)(稱(chēng)為熱載流子)， 所述熱載流子從電場(chǎng)獲得能量，可進(jìn)入柵氧化層或柵極中，繼而影響器件的閾值電壓控制以及跨導(dǎo)的漂移，即產(chǎn)生熱載流子效應(yīng)。如何抑制所述熱載流子效應(yīng)的發(fā)生歷來(lái)是業(yè)界追求的目標(biāo)。當(dāng)前，業(yè)界公認(rèn)，在器件內(nèi)結(jié)和溝道區(qū)的交界邊緣處形成的高電場(chǎng)會(huì)隨著輕摻雜區(qū)結(jié)深的增加而發(fā)生變化，由此，如何增加器件輕摻雜區(qū)的結(jié)深成為抑制所述熱載流子效應(yīng)的指導(dǎo)方向。 在器件的實(shí)際工作過(guò)程中，位于輸入輸出器件區(qū)的器件的工作電壓通常高于位于非輸入輸出器件區(qū)的器件的工作電壓，即輸入輸出器件的工作電壓通常高于核心器件的工作電壓，使得所述熱載流子效應(yīng)多在所述輸入輸出器件中出現(xiàn)。 通過(guò)增加器件輕摻雜區(qū)的結(jié)深抑制所述熱載流子效應(yīng)時(shí)，結(jié)深增加的同時(shí)，結(jié)的
橫向尺寸也有相應(yīng)程度的增加，對(duì)于核心器件而言，結(jié)的橫向尺寸的增加，將導(dǎo)致結(jié)和溝道
區(qū)的交界邊緣向溝道區(qū)縮進(jìn)，伴隨著器件臨界尺寸的縮小，此縮進(jìn)將導(dǎo)致溝道區(qū)縮短，極易
引發(fā)短溝效應(yīng)，進(jìn)而影響器件性能。實(shí)踐中，在核心器件和輸入輸出器件中所述縮進(jìn)的程度
大致相等，而由于所述輸入輸出器件的臨界尺寸大于所述核心器件的臨界尺寸，使得所述
輸入輸出器件的溝道區(qū)比所述核心器件的溝道區(qū)寬，繼而，相同的可使所述核心器件引發(fā)
短溝效應(yīng)的縮進(jìn)量，對(duì)所述輸入輸出器件而言，通?？杀缓雎?，因此，本發(fā)明的發(fā)明人分析
后認(rèn)為，如何增加輸入輸出器件輕摻雜區(qū)的結(jié)深成為本發(fā)明方法解決的主要問(wèn)題。 為增加輸入輸出器件輕摻雜區(qū)的結(jié)深，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)分析與實(shí)踐，提供了
一種輕摻雜離子注入方法。 利用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行輕摻雜離子注入的步驟包括提供基底，所述基底包含至少兩個(gè)分立的芯片(die)，各所述芯片均包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)；在所述基底上形成柵極；執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入；對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作；執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。 作為本發(fā)明的第一實(shí)施例，利用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行輕摻雜離子注入的具體步驟包括 首先，提供基底，所述基底包含至少兩個(gè)分立的芯片，各所述芯片均包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)。 如圖5所示，所述基底100為已定義器件有源區(qū)并已完成淺溝槽160隔離的基底。所述基底100表面可形成有氧化層(圖未示)，所述氧化層既可作為經(jīng)歷后續(xù)步驟形成的柵極與所述基底100間的隔離層，又可作為進(jìn)行輕摻雜區(qū)形成過(guò)程中保護(hù)所述基底不受損傷的保護(hù)層。所述氧化層經(jīng)由熱氧化工藝獲得。所述熱氧化工藝應(yīng)用高溫氧化設(shè)備或氧化爐進(jìn)行。 通常，一套完整的集成電路(如，一個(gè)芯片)包含至少一個(gè)核心器件和至少一個(gè)輸入輸出器件，所述核心器件形成于核心器件區(qū)120內(nèi)，所述輸入輸出器件形成于輸入輸出器件區(qū)140內(nèi)；所述輸入輸出器件區(qū)140位于所述核心器件區(qū)120的外圍；各所述器件之間通過(guò)淺溝槽160隔離。 隨后，如圖6所示，在所述基底100上形成柵極200。 在所述基底100上形成柵極200的步驟可包括在所述基底100上沉積柵層；形成圖形化的抗蝕劑層，所述圖形化的抗蝕劑層具有柵極圖形；以所述圖形化的抗蝕劑層為掩膜，刻蝕所述柵層。 所述柵層材料包含多晶硅(poly)。所述柵層還可包含金屬硅化物。所述金屬硅化物通過(guò)在多晶硅上沉積金屬層，繼而經(jīng)歷退火過(guò)程獲得。 實(shí)踐中，所述形成圖形化的抗蝕劑層包含所述抗蝕劑層的涂覆、烘干、光刻、曝光及檢測(cè)等步驟，相關(guān)工藝可應(yīng)用各種傳統(tǒng)的方法，應(yīng)用的所述抗蝕劑層可選用任何可應(yīng)用于制程中的抗蝕劑材料，在此均不再贅述。 作為本發(fā)明的其他實(shí)施例，在形成柵極后的所述基底上形成圖形化的抗蝕劑層之前，均可包含為提高所述抗蝕劑層的圖形化效果而在所述抗蝕劑層下形成抗反射涂層(ARC)的步驟，如BARC(圖未示)。當(dāng)在形成圖形化的抗蝕劑層之前預(yù)先形成抗反射涂層時(shí)，以所述圖形化的抗蝕劑層為掩膜，刻蝕所述柵層的步驟包括以所述圖形化的抗蝕劑層為掩膜，形成圖形化的所述抗反射涂層；以所述圖形化的抗蝕劑層和抗反射涂層為掩膜，刻蝕所述柵層。 傳統(tǒng)工藝中，在形成所述柵極后，需順序?qū)λ鰱艠O執(zhí)行再氧化操作，以修復(fù)利用刻蝕工藝形成所述柵極時(shí)對(duì)其造成的損傷。本實(shí)施例提供的技術(shù)方案與傳統(tǒng)工藝的區(qū)別在于所述再氧化操作不再在形成所述柵極和后續(xù)執(zhí)行輕摻雜離子注入的步驟之間進(jìn)行，而是移至完成輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作之后，以利用執(zhí)行所述再氧化操作時(shí)的溫度，增強(qiáng)輸入輸出器件區(qū)內(nèi)注入離子的注入擴(kuò)散，使得在輸入輸出器件區(qū)內(nèi)形成具有更高結(jié)深的輕摻雜區(qū)，進(jìn)而使抑制熱載流子效應(yīng)的發(fā)生成為可能；且不影響核心器件區(qū)內(nèi)的注入離子，也無(wú)需增加工藝步驟。 再后，執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入。 所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入。輸入輸出器件區(qū)內(nèi)的輕摻雜離子注入以所述柵極為掩膜。形成的輕摻雜漏注入界面420及/或袋式離子注入界面440如圖7所示。 涉及的離子注入方法可采用任何傳統(tǒng)的工藝，在此不再贅述。 具體地，注入劑量可為lel3 lel5原子數(shù)/平方厘米(atom/cm2);注入能量可為
5k 10k電子伏特(eV)。 而后，對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作。 可采用任何傳統(tǒng)的方法執(zhí)行所述再氧化操作，不再贅述。如圖8所示，執(zhí)行所述再氧化操作后，在所述基底表面形成氧化層220之余，所述輸入輸出器件區(qū)內(nèi)的輕摻雜漏注入界面422及/或袋式離子注入界面442與執(zhí)行所述再氧化操作之前的注入界面420和440相比，在深度方向上又有所延伸。 需說(shuō)明的是，隨著臨界尺寸的減小，在對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作之后、進(jìn)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入之前，通常需預(yù)先形成側(cè)墻基層(offset spacer)，用以在器件臨界尺寸限制下增大溝道長(zhǎng)度，以防止短溝效應(yīng)的發(fā)生；其與柵極共同組成進(jìn)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入時(shí)應(yīng)用的掩膜；作為本發(fā)明的其他實(shí)施例，形成所述側(cè)墻基層的步驟所涉及的熱處理操作利于注入界面422及442在深度方向上的進(jìn)一步延伸。 作為示例，所述側(cè)墻基層可包含第一側(cè)墻基層和形成于所述第一側(cè)墻基層上的第二側(cè)墻基層；實(shí)際生產(chǎn)中，所述第一側(cè)墻基層材料可選為二氧化硅，對(duì)于65納米工藝，所述第一側(cè)墻基層厚度可選為2 4納米；所述第二側(cè)墻基層材料可選為氮化硅，對(duì)于65納米工藝，所述第二側(cè)墻基層厚度可選為6 8納米。形成所述側(cè)墻基層300的操作涉及的反應(yīng)溫度可為600 700攝氏度。所述側(cè)墻基層300經(jīng)歷沉積、刻蝕等過(guò)程后獲得。
7
最后，執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。 所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入。核心器件區(qū)內(nèi)的輕摻雜
離子注入操作，以所述柵極為掩膜(或與環(huán)繞所述柵極的側(cè)墻基層共同作為掩膜)，形成的
核心器件輕摻雜漏注入界面424及/或袋式離子注入界面444如圖9所示。 涉及的離子注入方法可采用任何傳統(tǒng)的工藝，在此不再贅述。 具體地，注入劑量可為lel3 lel5原子數(shù)/平方厘米(atom/cm2);注入能量可為
5k 10k電子伏特(eV)。 此外，本發(fā)明的發(fā)明人還提出一種輕摻雜離子注入方法，包括提供基底，所述基
底包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)；在所述基底上形成柵極并對(duì)所述柵極
執(zhí)行再氧化操作；執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入；對(duì)經(jīng)歷輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離
子注入操作的基底執(zhí)行無(wú)氧熱處理操作；執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。 g卩，通過(guò)首先執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作，繼而，對(duì)經(jīng)歷輸入輸出器
件區(qū)輕摻雜離子注入操作的基底執(zhí)行無(wú)氧熱處理操作；可利用執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)
的溫度，增強(qiáng)輸入輸出器件區(qū)內(nèi)注入離子的注入擴(kuò)散；使得在輸入輸出器件區(qū)內(nèi)形成具有
更高結(jié)深的輕摻雜區(qū)，進(jìn)而使抑制熱載流子效應(yīng)的發(fā)生成為可能；且不影響核心器件區(qū)內(nèi)
的注入離子；此外，還可使增加的熱處理操作對(duì)已經(jīng)歷再氧化操作的柵極造成的影響盡量小。 所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入。執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操 作時(shí)，熱處理腔室內(nèi)可包含^或He。執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)的溫度范圍可與執(zhí)行所述 柵極的再氧化操作時(shí)的溫度范圍相同，以降低制程的熱預(yù)算。 綜上，本發(fā)明的發(fā)明人還提供一種輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，包括基 底、形成于所述基底上的柵極，及，位于所述基底內(nèi)且環(huán)繞所述柵極的輕摻雜區(qū)，其中，所述 輕摻雜漏區(qū)采用上述實(shí)施例中涉及的技術(shù)方案形成；特別地，所述輕摻雜漏區(qū)的結(jié)深h大 于在同一離子注入條件下獲得的符合產(chǎn)品要求的結(jié)深h。。其中，所述離子注入條件包括離 子注入的能量、劑量、注入離子的類(lèi)型及基底表面形貌。 為驗(yàn)證應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)方案后器件內(nèi)熱載流子效應(yīng)的改進(jìn)效果，本發(fā)明的 發(fā)明人對(duì)應(yīng)用上述優(yōu)選方案與應(yīng)用傳統(tǒng)方案獲得的形成輕摻雜區(qū)后的晶片進(jìn)行了檢測(cè)
可見(jiàn)，與應(yīng)用傳統(tǒng)方案相比，應(yīng)用上述優(yōu)選方案形成輕摻雜區(qū)后，對(duì)于確定的飽和 漏電流(Id^)，如圖IO所示，器件的截止漏電流(I。ff)明顯減小，即，應(yīng)用上述優(yōu)選方案可 明顯地減小器件的漏電流；而如圖11所示，閾值電壓(Vt)雖有所增加，但增加幅度非常?。?綜上，應(yīng)用上述優(yōu)選方案可改善器件的電學(xué)性能。 此外，為驗(yàn)證應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)方案對(duì)器件的可靠性的影響，本發(fā)明的發(fā)明 人還對(duì)應(yīng)用上述優(yōu)選方案后獲得的器件進(jìn)行了可靠性檢測(cè) 如圖12所示，首先，獲取確定器件壽命(lifetime)所需的惡化數(shù)據(jù)；作為示例，對(duì) 工作電壓為1. 8V的器件，分別選取Vgl = 2. 3v ;Vdl = 1. 3v ;Vg2 = 2. 5v ;Vd2 = 1. 4v ;Vg3 = 2. 7v ;Vd3 = 1. 5v ;測(cè)其在器件漏電流退化10%時(shí)所需的時(shí)間tpt2、t3(在圖12中表現(xiàn)為退
化曲線11、12........16與與退化比率恒定為10%的曲線17的交點(diǎn)的橫坐標(biāo))； 隨后，如圖13所示，以Isub\Idsat為橫坐標(biāo)，以V t2、 t3為縱坐標(biāo)獲得器件的壽命 曲線1 (實(shí)踐中，通常以IsubVv IsubV*t2、 IsubV*t3為縱坐標(biāo)，)，其中，Isub為襯底電流；w為
8有源區(qū)(AA)寬度，在工作電壓確定的前提下，均為已知；此后，計(jì)算對(duì)應(yīng)工作電壓為1.8V
時(shí)的IsuAI^t，在所述壽命曲線1中確定對(duì)應(yīng)所述Isub\Idsat時(shí)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，即可得出器件在工作電壓下的壽命；作為示例，實(shí)踐中，器件在工作電壓下的壽命需大于O. 2yr(如圖13中曲線2所標(biāo)示)，而應(yīng)用上述優(yōu)選方案時(shí)，器件在工作電壓下的壽命為0. 98yr，大于0. 2yr (即，在圖13中，代表在工作電壓下的器件的點(diǎn)3位于曲線2之上)；可判定應(yīng)用上述優(yōu)選方案可使器件的可靠性符合產(chǎn)品要求。 需強(qiáng)調(diào)的是，未加說(shuō)明的步驟均可采用傳統(tǒng)的方法獲得，且具體的工藝參數(shù)根據(jù)產(chǎn)品要求及工藝條件確定。 盡管通過(guò)在此的實(shí)施例描述說(shuō)明了本發(fā)明，和盡管已經(jīng)足夠詳細(xì)地描述了實(shí)施例，申請(qǐng)人不希望以任何方式將權(quán)利要求書(shū)的范圍限制在這種細(xì)節(jié)上。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)另外的優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)是顯而易見(jiàn)的。因此，在較寬范圍的本發(fā)明不限于表示和描述的特定細(xì)節(jié)、表達(dá)的設(shè)備和方法和說(shuō)明性例子。因此，可以偏離這些細(xì)節(jié)而不脫離申請(qǐng)人總的發(fā)明概念的精神和范圍。
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權(quán)利要求
一種輕摻雜離子注入方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)；在所述基底上形成柵極；執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入；對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作；執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕摻雜離子注入方法，其特征在于所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入。
3. —種輕摻雜離子注入方法，其特征在于，包括提供基底，所述基底包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)；在所述基底上形成柵極并對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作；執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入；對(duì)經(jīng)歷輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入操作的基底執(zhí)行無(wú)氧熱處理操作；執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕摻雜離子注入方法，其特征在于所述輕摻雜離子注入包含輕摻雜漏注入和袋式離子注入。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕摻雜離子注入方法，其特征在于執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)，熱處理腔室內(nèi)包含N2或He 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕摻雜離子注入方法，其特征在于執(zhí)行所述無(wú)氧熱處理操作時(shí)的溫度范圍與執(zhí)行所述柵極的再氧化操作時(shí)的溫度范圍相同。
7. —種輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，包括基底、形成于所述基底上的柵極，及，位于所述基底內(nèi)且環(huán)繞所述柵極的輕摻雜區(qū)，其特征在于采用如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法形成所述輕摻雜區(qū)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于所述輕摻雜區(qū)的結(jié)深h大于在同一離子注入條件下獲得的符合產(chǎn)品要求的結(jié)深h。。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于所述離子注入條件包括離子注入的能量、劑量、注入離子的類(lèi)型及基底表面形貌。
全文摘要
一種輕摻雜離子注入方法，包括提供基底，所述基底包含核心器件區(qū)和位于其外圍的輸入輸出器件區(qū)；在所述基底上形成柵極；執(zhí)行輸入輸出器件區(qū)輕摻雜離子注入；對(duì)所述柵極執(zhí)行再氧化操作；執(zhí)行核心器件區(qū)輕摻雜離子注入。還提供了一種輸入輸出金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，其具有結(jié)深h大于在同一離子注入條件下獲得的符合產(chǎn)品要求的結(jié)深h0的輕摻雜漏區(qū)?？蓽p少熱載流子效應(yīng)的發(fā)生。
文檔編號(hào)H01L29/772GK101764088SQ20081020806
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者李巍 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司