專利名稱：減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造工藝方法，特別是涉及一種減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
反窄溝道效應(yīng)(RNCE)是指在STI(shallow trench isolation淺溝槽隔離)隔離工藝下，器件的閾值電壓隨溝道寬度的減小而遞減的效應(yīng)。該效應(yīng)是制約小尺寸器件應(yīng)用的重要因素之一，例如在靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)單元電路中，大多數(shù)器件都是窄溝道的，由于閾值電壓的衰減，有時(shí)不得不采用專門的單元溝道注入，這不但需要增加掩膜板，使工藝復(fù)雜化，而且增大了制作成本。
為了減小RNCE，目前所采用的措施是改善STI頂部圓角。這種方法雖然有效，但由于同時(shí)影響STI邊緣漏電，所以必須在離子注入上再進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步改善閾值電壓的分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法，在保證一般器件特性不變的前提下，抑制RNCE，改善窄溝器件特性，同時(shí)增加載流子遷移率，減小寄生結(jié)電容，提高器件速度，并改善器件的熱載流子效應(yīng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法是，提高袋狀(Halo)注入的角度，Halo注入的角度為30度至45度。
Halo注入是為了減小短溝道效應(yīng)，在柵刻蝕后所作的與溝道摻雜同型的離子注入。如果把注入角度從常規(guī)的10度增加到30度，高角度的Halo注入使得雜質(zhì)更加有效地從窄溝器件的寬度方向向溝道摻雜，增加窄溝和寬溝平均雜質(zhì)量的差距，從而改善RNCE。
本發(fā)明通過Halo注入角度的增加，以較低的Halo注入劑量就可以達(dá)到維持正常器件閾值電壓的目的，這使得LDD(低摻雜源漏)結(jié)更深，結(jié)電容減小，同時(shí)改善由于熱載流子效應(yīng)所引起的器件特性退化。
本發(fā)明通過對Halo注入的調(diào)整，改善RNCE，提高器件的速度，并增加器件的可靠性。改變了通過STI形貌優(yōu)化RNCE的單一方式，使得器件優(yōu)化更加有效與快捷。同時(shí)可以節(jié)省用來作單元離子注入的掩膜板，簡化了工藝流程，節(jié)約成本。
具體實(shí)施例方式
RNCE的主要表現(xiàn)是器件的閾值電壓隨溝道寬度的減小而減小。本發(fā)明的減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法是，提高Halo注入的角度，Halo注入的角度為30度至45度。
通過提高Halo注入的角度，使得窄溝道比寬溝道有更高的摻雜濃度，從而改善閾值電壓隨溝道寬度分布的均勻性。Halo注入通常都是分成四次進(jìn)行，每次注入后硅片都旋轉(zhuǎn)90度，所以每次注入不但在長度方向，而且在寬度方向?qū)系肋M(jìn)行摻雜。通過增加注入角度，使其在寬度方向?qū)系赖膿诫s更有效，而且和寬溝道相比，窄溝道有更多的摻雜來自Halo注入，這樣窄溝道的平均摻雜濃度比寬溝道高，有效地減小由RNCE造成的窄溝器件閾值電壓的下降。
下面通過一個(gè)具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
假如，現(xiàn)有的Halo離子注入的條件是B3.0e13_15/10Q^45，隨著溝道寬度的減小，溝道內(nèi)的平均硼濃度增加，但增加量有限。按照本發(fā)明的方法現(xiàn)在將Halo離子注入的條件改為B3.0e13_15/30Q^45，窄溝道內(nèi)硼的濃度比寬溝道會有很大的增加，這樣的硼分布使得窄溝器件的閾值電壓相比寬溝有較大的提高。也就是說，當(dāng)Halo注入角度是30度時(shí)，窄溝器件的閾值電壓衰減量比注入角度為10度時(shí)小得多。因此，采用較大的Halo注入角度時(shí)，會有效地見效RNCE。
對寬溝短溝道器件而言，隨著Halo注入角度的增加，由于溝道摻雜濃度的增加，只需較小的Halo劑量即可達(dá)到目標(biāo)。這樣，會增加溝道載流子遷移率，并改善熱載流子效應(yīng)。
常規(guī)STI隔離工藝中，小尺寸器件在溝道寬度較小時(shí)，閾值電壓有較大的減小(roll-off)，使得電路的漏電有很大的增加。本發(fā)明通過增大Halo注入的角度，減小注入劑量，在保證一般器件特性不變的前提下，抑制RNCE，改善窄溝器件特性，同時(shí)增加載流子遷移率，減小寄生結(jié)電容，提高器件速度，并改善器件的熱載流子效應(yīng)。
實(shí)施本發(fā)明，無需增加新的掩膜板，只是調(diào)整Halo離子注入的劑量和角度，如NMOS Halo角度從10度增加到30度，劑量減小30％，在保證正常器件特性不變的情況下，改善RNCE，增加載流子遷移率，減少熱載流子效應(yīng)。
例如原始Halo注入條件B3.0e13_15/10Q^45可優(yōu)化為新的Halo注入條件B2.0e13_15/30Q^45，既可以保證寬溝器件特性不變，又可以減少RNCE造成的窄溝器件閾值電壓下降。
在上面的實(shí)施例中也可將Halo角度從10度增加到45度，同樣可以達(dá)到相同的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
1.一種減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法，其特征在于提高Halo注入的角度，Halo注入的角度為30度至45度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減小小尺寸器件反窄溝道效應(yīng)的方法，提高Halo注入的角度，使Halo注入的角度為30度至45度。本發(fā)明在保證一般器件特性不變的前提下，抑制RNCE，改善窄溝器件特性，同時(shí)增加載流子遷移率，減小寄生結(jié)電容，提高器件速度，并改善器件的熱載流子效應(yīng)。本發(fā)明可用于半導(dǎo)體器件，特別是小尺寸器件的制造工藝中。
文檔編號H01L21/02GK1728360SQ200410053290
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司