專利名稱：一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法。
背景技術(shù)：
柵致漏極泄漏(Gate Induced Drain Leakage,簡(jiǎn)稱GIDL)是指，當(dāng)器件在關(guān)斷的情況下，(即柵極上正電壓=0)，若漏極與正向壓降相連，(即正向壓降=Vdd),由于柵極和漏極之間的交疊，在柵極和漏極之間的交疊區(qū)域會(huì)存在強(qiáng)電場(chǎng)，載流子會(huì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下發(fā)生帶-帶隧穿效應(yīng)(band to band tunneling),從而引起漏極到柵極之間的漏電流。柵致漏極泄漏電流已經(jīng)成為影響小尺寸MOS器件可靠性、功耗等方面的主要原因之一，它同時(shí)也對(duì)電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，簡(jiǎn)稱EEPROM)等存儲(chǔ)器件的擦寫操作有重要影響。當(dāng)工藝進(jìn)入超深亞微米時(shí)代后，由于器件尺寸日益縮小，GIDL電流引發(fā)的眾多可靠性問題變得愈加嚴(yán)重。通常在工藝中，進(jìn)行輕摻雜漏極注入(Lightly Doped Drain,即LDD)方向?yàn)榇怪庇诠杵砻妫ㄟ^注入和之后的退火工藝形成源漏輕摻雜區(qū)，器件的截面如圖I所示，在圖中源級(jí)區(qū)2的源極輕摻雜區(qū)域3與漏極區(qū)4中的漏極輕摻雜區(qū)域5成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由于柵電極6與漏極區(qū)2中的漏極輕摻雜區(qū)域3之間交疊，在柵電極6和漏極區(qū)2之間的交疊區(qū)域會(huì)存在強(qiáng)電場(chǎng)，載流子會(huì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下發(fā)生帶-帶隧穿效應(yīng)，從而引起漏極到柵極之間的漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明公開了一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法。用以解決現(xiàn)有技術(shù)中在輕摻雜漏極注入工藝中，載流子會(huì)在柵極和漏極之間的交疊區(qū)所存在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生帶-帶隧穿效應(yīng)，從而減小引起漏極到柵極之間漏電流的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上依次形成有柵極介質(zhì)層和柵電極，所述柵電極具有第一側(cè)和第二側(cè)，所述柵電極第一側(cè)的半導(dǎo)體襯底為源極區(qū)，第二側(cè)的半導(dǎo)體襯底為漏極區(qū)，其中，還包括對(duì)漏極以及源極進(jìn)行斜角輕摻雜漏極的注入，使漏極區(qū)中形成漏極輕摻雜區(qū)域，源極區(qū)中形成源極輕摻雜區(qū)域。上述的方法，其中，輕摻雜漏極注入的方向?yàn)橛缮隙?，以垂直源極區(qū)為基準(zhǔn)向源極區(qū)偏角10度向所述源極區(qū)與所述漏極區(qū)進(jìn)行輕摻雜漏極注入。上述的方法，其中，所述源極區(qū)中的所述源極輕摻雜區(qū)域長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述漏極區(qū)中的所述漏極輕摻雜區(qū)域的長(zhǎng)度。上述的方法，其中，所述源極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極有交疊部分。上述的方法，其中，所述漏極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極有交疊部分。
上述的方法，其中，所述源極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極的交疊部分長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述漏極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極的交疊部分。本發(fā)明中一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，采用了如上方案具有以下效果
1、有效地采用斜角注入的方法，使溝道保持有效長(zhǎng)度不變的情況下，降低了漏端與柵極交疊區(qū)域，降低了漏端的有效縱向電場(chǎng)，從而減小了半導(dǎo)體器件柵致漏極泄漏電流；
2、同時(shí)保持溝道有效長(zhǎng)度不變的情況下，降低了漏端有效縱向電場(chǎng)。


通過閱讀參照如下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，發(fā)明的其它特征，目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。圖I為普通輕摻雜漏極注入工藝后器件截面的示意圖2為一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法的套蓋示意參考圖序襯底I、漏極區(qū)2、漏極輕摻雜區(qū)域3、源極區(qū)4、源極輕摻雜區(qū)域5、柵電極6、 柵極介質(zhì)層7。
具體實(shí)施例方式為了使發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)造特征、達(dá)成目的和功效易于明白了解，下結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖2所示，一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底I，半導(dǎo)體襯底I上依次形成有柵極介質(zhì)層7和柵電極6，進(jìn)一步的柵電極6位于介質(zhì)層7之中，柵電極6具有第一側(cè)和第二側(cè)，柵電極6第一側(cè)的半導(dǎo)體襯底I為源極區(qū)4，第二側(cè)的半導(dǎo)體襯底I為漏極區(qū)2,以上為現(xiàn)有的MOS
器件的工藝步驟，其中，還包括對(duì)漏極區(qū)2以及源極區(qū)4進(jìn)行斜角輕摻雜漏極的注入， 使漏極區(qū)2中形成漏極輕摻雜區(qū)域3，源極區(qū)4中形成源極輕摻雜區(qū)域5，以完成對(duì)漏極輕摻雜區(qū)域3與源極輕摻雜區(qū)域5的形成。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，輕摻雜漏極注入的方向?yàn)橛缮隙赂采w于MOS器件的上表面，并以垂直源極區(qū)4為基準(zhǔn)向源極區(qū)4偏角10度的方向向源極區(qū)4與漏極區(qū)2進(jìn)行輕摻雜漏極注入，進(jìn)一步的，在漏極區(qū)2，由于輕摻雜漏極注入的離子與半導(dǎo)體器件溝道之間的距離被拉遠(yuǎn)，從而所形成的漏極輕摻雜區(qū)域3的長(zhǎng)度相對(duì)于原始漏極輕摻雜區(qū)域3的長(zhǎng)度較短，此時(shí)漏極輕摻雜區(qū)域3與上方柵電極6的交疊區(qū)域也減小，當(dāng)柵電極6關(guān)斷，而漏極區(qū)2接正電壓時(shí)在柵電極6與漏極輕摻雜區(qū)域3交疊區(qū)域的縱向電場(chǎng)的作用范圍減小，從而降低了載流子的帶-帶隧穿效應(yīng)，減少了半導(dǎo)體器件柵電極6致漏極區(qū)2所泄漏的電流。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，在對(duì)漏極區(qū)4進(jìn)行輕摻雜漏極注入后，源極區(qū)中的源極輕摻雜區(qū)域5長(zhǎng)度長(zhǎng)于漏極區(qū)2中的漏極輕摻雜區(qū)域3的長(zhǎng)度，進(jìn)一步的，在輕摻雜漏極注入的離子與半導(dǎo)體器件溝道之間的距離被拉遠(yuǎn)。同時(shí)，源極區(qū)4中輕摻雜漏極所注入的離子與半導(dǎo)體器件溝道之間的距離被拉進(jìn)，更進(jìn)一步的，在漏極輕摻雜區(qū)域3與源極輕摻雜區(qū)域5的總長(zhǎng)度較比原先的漏極輕摻雜區(qū)域3與源極輕摻雜區(qū)域5的總長(zhǎng)度基本保持不變。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，在45nm CMOS器件工藝中，首先以NMOS器件制備為例。 輕摻雜漏極注入的離子采用砷注入，注入方向?yàn)橛缮隙乱源怪痹礃O區(qū)為基準(zhǔn)向源極區(qū)4 偏角10度的方向，向源極區(qū)4與漏極區(qū)2進(jìn)行輕摻雜漏極的注入。從而所形成的漏極輕摻雜區(qū)域3的長(zhǎng)度相對(duì)于原始漏極輕摻雜區(qū)域3的長(zhǎng)度較短，同時(shí)漏極輕摻雜區(qū)域3與上方柵電極6的交疊區(qū)域也減小，當(dāng)柵電極6關(guān)斷，而漏極區(qū)2連接正電壓時(shí)，在柵電極6與漏極輕摻雜區(qū)域3交疊區(qū)域的縱向電場(chǎng)的作用范圍減小，從而降低了載流子的帶-帶隧穿效應(yīng)，減少了半導(dǎo)體器件柵電極6致漏極區(qū)2所泄漏的電流。綜上所述，發(fā)明一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，有效地采用斜角注入的方法，使溝道保持有效長(zhǎng)度不變的情況下，降低了漏端與柵極交疊區(qū)域，降低了漏端的有效縱向電場(chǎng)，從而減小了半導(dǎo)體器件柵致漏極泄漏電流，同時(shí)保持溝道有效長(zhǎng)度不變的情況下，降低了漏端有效縱向電場(chǎng)。以上對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施; 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上依次形成有柵極介質(zhì)層和柵電極，所述柵電極具有第一側(cè)和第二側(cè)，所述柵電極第一側(cè)的半導(dǎo)體襯底為源極區(qū)，第二側(cè)的半導(dǎo)體襯底為漏極區(qū)，其特征在于，還包括對(duì)漏極區(qū)以及源極區(qū)進(jìn)行斜角輕摻雜漏極的注入，使漏極區(qū)中形成漏極輕摻雜區(qū)域，源極區(qū)中形成源極輕摻雜區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，輕摻雜漏極注入的方向?yàn)橛缮隙拢源怪痹礃O區(qū)為基準(zhǔn)向源極區(qū)偏角10度向所述源極區(qū)與所述漏極區(qū)進(jìn)行輕摻雜漏極注入。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述源極區(qū)中的所述源極輕摻雜區(qū)域長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述漏極區(qū)中的所述漏極輕摻雜區(qū)域的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述源極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極有交疊部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述漏極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極有交疊部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述源極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極的交疊部分長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述漏極輕摻雜區(qū)域與上方所述柵電極的交疊部分。
全文摘要
本發(fā)明一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上依次形成有柵極介質(zhì)層和柵電極，所述柵電極具有第一側(cè)和第二側(cè)，所述柵電極第一側(cè)的半導(dǎo)體襯底為源極區(qū)，第二側(cè)的半導(dǎo)體襯底為漏極區(qū)，其中，還包括對(duì)漏極以及源極進(jìn)行斜角輕摻雜漏極的注入，使漏極區(qū)中形成漏極輕摻雜區(qū)域，源極區(qū)中形成源極輕摻雜區(qū)域。通過發(fā)明一種減小半導(dǎo)體器件柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流的方法，有效地采用斜角注入的方法，使溝道保持有效長(zhǎng)度不變的情況下，降低了漏端與柵極交疊區(qū)域，降低了漏端的有效縱向電場(chǎng)，從而減小了半導(dǎo)體器件柵致漏極泄漏電流，同時(shí)保持溝道有效長(zhǎng)度不變的情況下，降低了漏端有效縱向電場(chǎng)。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102610525SQ20121007771
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者俞柳江 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司