專利名稱：輕摻雜漏形成方法及形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輕摻雜漏形成方法及形成輕摻 雜漏時應(yīng)用的掩膜。
背景技術(shù)：
輕摻雜漏(Lightly Doped Drain, LDD)用于定義MOS器件的源漏擴展區(qū)。LDD雜 質(zhì)位于柵極下方緊貼溝道區(qū)邊緣，為源漏區(qū)提供雜質(zhì)濃度梯度。通常應(yīng)用離子注入方法形成所述輕摻雜漏。離子注入是將改變導(dǎo)電率的摻雜材料 引入半導(dǎo)體襯底的標(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半導(dǎo)體襯底的表面，離子束中的高能離子得 以滲入半導(dǎo)體材料并且被鑲嵌到半導(dǎo)體材料的晶格之中?，F(xiàn)有的輕摻雜漏的形成方法是在半導(dǎo)體襯底上形成柵氧化層和柵極之后，在半導(dǎo) 體基底上形成掩膜，所述掩膜暴露出柵極區(qū)域和用于形成輕摻雜漏的區(qū)域，之后進行摻雜 材料的注入，形成輕摻雜漏。隨著半導(dǎo)體器件尺寸的進一步減小，需要LDD離子注入的深度進一步增加，而摻 雜材料的注入深度是由被注入半導(dǎo)體襯底的離子的能量決定的，因此，需要離子注入的能 量進一步增加。不僅如此，熱載流子效應(yīng)得存在也要求增加離子注入的能量。而另一方面，隨著器件臨界尺寸的減小，為降低柵極損耗，柵極的高度被逐漸減 小，由此，在增大離子注入能量以消除所述熱載流子效應(yīng)時，所述減小的柵極的高度將使得 具有更高能量的摻雜粒子穿透所述柵極，進入柵氧化層或穿透所述柵氧化層而進入導(dǎo)電溝 道，破壞柵氧的完整性，繼而不利于對導(dǎo)電溝道內(nèi)電流的控制，導(dǎo)致器件可靠性的降低，以 及，導(dǎo)致載流子遷移率的降低，繼而影響器件電性能。由此，如何抑制摻雜粒子穿透所述柵極進入柵氧化層甚至穿透柵氧化層進入導(dǎo)電 溝道(穿透效應(yīng)，punch through)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種輕摻雜漏形成方法，可減少穿透效應(yīng)的發(fā)生；本發(fā)明提供了一 種形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，可減少所述摻雜粒子穿透效應(yīng)的發(fā)生。本發(fā)明提供的一種輕摻雜漏形成方法，包括在半導(dǎo)體基底上形成柵氧化層和柵極；在形成柵極后的半導(dǎo)體基底上形成掩膜，所述掩膜覆蓋所述柵極及部分所述半導(dǎo) 體基底，暴露出所述輕摻雜漏區(qū)域所在表面；進行離子注入，形成所述輕摻雜漏。可選的，所述掩膜為光刻膠掩膜?？蛇x的，所述的柵極厚度為120至140埃，可選的，所述的離子注入工藝為P型離 子注入，離子注入能量范圍為60kev至90kev，離子注入劑量范圍為2E12至1E13，離子注入的角度范圍為7至30度。本發(fā)明提供一種形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，所述掩膜覆蓋部分半導(dǎo)體基底以及 柵極，僅暴露出用于形成輕摻雜漏的區(qū)域，所述柵極位于柵氧化層上，所述柵氧化層位于半 導(dǎo)體基底上。所述的輕摻雜漏形成方法以及形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜尤其適用于中壓晶體管?？蛇x的，所述掩膜為光刻膠掩膜?？蛇x的，所述的柵極厚度為120至140埃，形成輕摻雜漏的工藝為P型離子注入， 離子注入能量范圍為60kev至90kev，離子注入劑量范圍為2E12至1E13，離子注入的角度 范圍為7至30度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明提供的方法，在形成所述輕摻雜漏的過程中，在柵極以及半導(dǎo)體基底 上形成掩膜，僅僅暴露出用于形成輕摻雜漏的區(qū)域，在后續(xù)的離子注入工藝中，柵極被位于 其上的掩膜保護，避免離子注入工藝中的摻雜離子穿透所述柵極進入柵氧化層或者柵氧化 層下的溝道，影響半導(dǎo)體器件性能。根據(jù)本發(fā)明提供的掩膜，覆蓋部分半導(dǎo)體基底以及柵極，僅暴露出用于形成輕摻 雜漏的區(qū)域，使得在在后續(xù)的離子注入工藝中，柵極被位于其上的掩膜保護，即使采用較高 的離子注入能量，也可以避免離子注入工藝中的摻雜離子穿透所述柵極進入柵氧化層或者 柵氧化層下的溝道，影響半導(dǎo)體器件性能。


圖1為本發(fā)明實施例的形成輕摻雜漏的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的形成柵極后的半導(dǎo)體基底結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的形成掩膜后的半導(dǎo)體基底結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例的形成輕摻雜漏后的半導(dǎo)體基底結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例的形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜的俯視圖。
具體實施例方式盡管下面將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施 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)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛教導(dǎo)，而并不作為對本發(fā)明的 限制。作為本發(fā)明的第一實施例，應(yīng)用本發(fā)明提供的方法形成輕摻雜漏的步驟包括在 半導(dǎo)體基底上形成柵氧化層和柵極；在形成柵極后的半導(dǎo)體基底上形成掩膜，所述掩膜覆蓋所述柵極及部分半導(dǎo)體基 底，暴露出所述輕摻雜漏區(qū)域所在表面； 進行離子注入，形成所述輕摻雜漏。 圖1為說明本發(fā)明實施例的形成輕摻雜漏的流程示意圖，如圖1所示，應(yīng)用本發(fā)明提供的方法形成所述輕摻雜漏的具體步驟包括步驟101 在半導(dǎo)體基底上形成柵氧化層和柵極；如圖2所示，所述半導(dǎo)體基底10為已定義器件有源區(qū)并已完成淺溝槽隔離的半導(dǎo) 體襯底。所述半導(dǎo)體基底10表面具有柵氧化層20，所述柵氧化層既是所述柵極30與所述 半導(dǎo)體基底10間的隔離層，又是進行輕摻雜漏形成過程中保護所述半導(dǎo)體基底10不受損 傷的保護層。所述柵氧化層可經(jīng)由熱氧化工藝或者化學(xué)氣相沉積工藝獲得。在所述柵氧化層20上形成柵極30的步驟包括在所述柵氧化層20上沉積多晶硅 層；圖案化所述多晶硅層形成柵極20。所述的柵極20的厚度范圍例如為120埃至140埃， 優(yōu)選的例如為130埃?？蛇x的，所述的柵極上還可以形成偏移側(cè)墻(offset spacer)，用于保護所述柵極 并擴大后續(xù)工藝的線寬。所述的偏移側(cè)墻的材料例如為氧化硅，氮氧化硅等，可以采用化學(xué) 氣相沉積工藝形成。步驟102 如圖3所示，在形成柵極后的半導(dǎo)體基底上形成掩膜40，所述掩膜40覆 蓋所述柵極30及部分半導(dǎo)體基底10，暴露出所述輕摻雜漏區(qū)域所在表面；形成所述掩膜40的工藝?yán)鐬樵谒霭雽?dǎo)體基底10以及柵極30上形成光刻膠 層，形成所述光刻膠層的工藝?yán)鐬樾抗に嚕?，采用曝光，顯影的工藝處理所述光刻 膠層，去除預(yù)形成輕摻雜漏區(qū)域上的光刻膠，形成所述掩膜。由于所述的掩膜覆蓋所述的柵極，起到保護所述柵極的作用，使得在在后續(xù)的離 子注入工藝中，柵極被位于其上的掩膜保護，即使采用較高的離子注入能量，也可以避免離 子注入工藝中的摻雜離子穿透所述柵極進入柵氧化層或者柵氧化層下的溝道，影響半導(dǎo)體 器件性能。步驟103 進行離子注入，形成所述輕摻雜漏50。形成所述輕摻雜漏50后的結(jié)構(gòu) 如圖4所示。本實施例所述的方法尤其適用于中壓晶體管，例如閾值電壓在5. 5v左右的中壓 晶體管，離子注入的條件例如為P型離子注入，例如為硼離子，離子注入能量范圍為60kev 至90kev，優(yōu)選的例如為75kev，離子注入劑量范圍為2E12至1E13，優(yōu)選的例如為6E12，離 子注入的角度范圍為7至30度，優(yōu)選的例如為30度。本發(fā)明提供的輕摻雜漏的形成方法適用于所有的晶體管器件，尤其適用于0. 13um 及其以下的半導(dǎo)體制作工藝中的低壓器件。如圖5所示，本發(fā)明提供了一種形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜40，所述掩膜40覆蓋 部分半導(dǎo)體基底10以及柵極30，僅暴露出用于形成輕摻雜漏50的區(qū)域，所述柵極30位于 柵氧化層20上，所述柵氧化層20位于半導(dǎo)體基底10上。所述的半導(dǎo)體基底10為硅襯底，或者絕緣體上硅(SOI)，柵氧化層20既是所述柵 極30與所述半導(dǎo)體基底10間的隔離層，又是進行輕摻雜漏形成過程中保護所述半導(dǎo)體基 底10不受損傷的保護層。所述柵氧化層可經(jīng)由熱氧化工藝或者化學(xué)氣相沉積工藝獲得。所述柵極30為多晶硅，采用化學(xué)氣相沉積工藝并刻蝕形成?？蛇x的，所述的柵極 上還可以形成偏移側(cè)墻(offset spacer)(圖中未示出)，用于保護所述柵極并擴大后續(xù)工 藝的線寬。所述的偏移側(cè)墻的材料例如為氧化硅，氮氧化硅等，可以采用化學(xué)氣相沉積工藝 形成。
所述掩膜為光刻膠掩膜，采用常規(guī)現(xiàn)有工藝形成。在本發(fā)明的一個具體實施例中， 所述的柵極厚度為120至140埃，形成輕摻雜漏的工藝為P型離子注入，離子注入能量范 圍為60kev至90kev，離子注入劑量范圍為2E12至1E13，離子注入的角度范圍為7至30度。參考附圖6所示，為本實施例所述的掩膜結(jié)構(gòu)的俯視圖，從圖中可以看出，所述的 掩膜結(jié)構(gòu)覆蓋柵極以及其它非輕摻雜漏區(qū)域，僅僅暴露出輕摻雜漏區(qū)域，在后續(xù)進行離子 注入形成輕摻雜漏區(qū)域的工藝中，在離子注入的能量較大的情況下，保證注入離子不會穿 透柵極進入柵氧化層或者穿透柵氧化層進入溝道區(qū)域，保證了器件的性能。需強調(diào)的是，未加說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。盡管通過在此的實施例描述說明了本發(fā)明，和盡管已經(jīng)足夠詳 細(xì)地描述了實施例，申請人不希望以任何方式將權(quán)利要求書的范圍限制在這種細(xì)節(jié)上。對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說另外的優(yōu)勢和改進是顯而易見的。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)、表達的設(shè)備和方法和說明性例子。因此，可以偏離這些細(xì)節(jié)而不 脫離申請人總的發(fā)明概念的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種輕摻雜漏形成方法，包括在半導(dǎo)體基底上形成柵氧化層和柵極；在形成柵極后的半導(dǎo)體基底上形成掩膜，所述掩膜覆蓋所述柵極及部分所述半導(dǎo)體基 底，暴露出所述輕摻雜漏區(qū)域所在表面；進行離子注入，形成所述輕摻雜漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕摻雜漏形成方法，其特征在于所述掩膜為光刻膠掩膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕摻雜漏形成方法，其特征在于，所述的柵極厚度為120至 140 埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕摻雜漏形成方法，其特征在于，所述的離子注入工藝為P型 離子注入，離子注入能量范圍為60kev至90kev，離子注入劑量范圍為2E12至1E13，離子注 入的角度范圍為7至30度。
5.一種形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，所述掩膜覆蓋部分半導(dǎo)體基底以及柵極，僅暴露 出用于形成輕摻雜漏的區(qū)域，所述柵極位于柵氧化層上，所述柵氧化層位于半導(dǎo)體基底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，其特征在于，所述掩膜為光刻 膠掩膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，其特征在于，所述的柵極厚度 為120至140埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，其特征在于，形成輕摻雜漏的 工藝為P型離子注入，離子注入能量范圍為60kev至90kev，離子注入劑量范圍為2E12至 1E13，離子注入的角度范圍為7至30度。
全文摘要
一種輕摻雜漏形成方法，包括在半導(dǎo)體基底上形成柵氧化層和柵極；在形成柵極后的半導(dǎo)體基底上形成掩膜，所述掩膜覆蓋所述柵極及部分所述半導(dǎo)體基底，暴露出所述輕摻雜漏區(qū)域所在表面；進行離子注入，形成所述輕摻雜漏，本發(fā)明還提供一種形成輕摻雜漏時應(yīng)用的掩膜，所述掩膜覆蓋部分半導(dǎo)體基底以及柵極，僅暴露出用于形成輕摻雜漏的區(qū)域，所述柵極位于柵氧化層上，所述柵氧化層位于半導(dǎo)體基底上。所述掩膜以及輕摻雜漏形成方法可避免離子注入工藝中摻雜粒子穿透柵極或者柵極和柵氧化層的現(xiàn)象發(fā)生。
文檔編號H01L21/336GK102117743SQ201110009208
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者令海洋 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司