專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)中絕緣體上硅(SOI)器件體接觸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方法。
背景技術(shù)：
隨著器件特征尺寸的減小，摩爾定律正經(jīng)受越來越嚴(yán)峻的考驗(yàn)。摩爾 定律能否持續(xù)發(fā)展，取決于具有創(chuàng)新性技術(shù)的出現(xiàn)。近年來出現(xiàn)了很多創(chuàng)新性的技術(shù)，如FinFET、單電子器件、雙柵器件等，其中SOI技術(shù)最具 發(fā)展?jié)摿?。SOI器件分為部分耗盡和全耗盡兩種。全耗盡器件因?yàn)槠骷ぷ鲿r硅 膜全部耗盡，源體之間勢壘很小，所以體區(qū)積累的空穴可以通過源極流出。 因此，全耗盡SOI器件沒有浮體效應(yīng)。但全耗盡SOI器件閾值電壓對硅膜厚度非常敏感，因此閾值電壓不容 易控制。而且全耗盡SOI器件因?yàn)楣枘し浅１。栽绰╇娮璐?，會影?電路的速度。因此，部分耗盡SOI器件更適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。但部分耗盡SOI 器件工作時隨漏端電壓的升高，漏端耗盡區(qū)碰撞電離產(chǎn)生的空穴流入體 區(qū)，因?yàn)樵大w勢壘較高，所以發(fā)生空穴的積累，引起體區(qū)電位的升高，這就是浮體效應(yīng)。人們采取了很多措施來抑制浮體效應(yīng)，其中最常用的有T型柵和H型 柵體接觸技術(shù)。但這種技術(shù)由于體電阻的存在而不能有效抑制浮體效應(yīng)， 而且溝道越寬體電阻越大，浮體效應(yīng)越顯著。BTS (Body-Tied-to-Source)結(jié)構(gòu)是直接在源區(qū)形成P+區(qū)，但這種方 法的缺點(diǎn)是源漏不對稱，有效溝道寬度減小。文獻(xiàn)"Hua-Fang Wei, James E. Chung,et.al, "Improvement of Radiation Hardness in Fully-depleted SOI n-MOSFETs Using Ge-Implantation"，正EE Transactions on Nuclear Science, NS-41, No.6， December 1994."提出了壽命 控制技術(shù)，通過向溝道區(qū)或源漏區(qū)注入Ge、 Ar等產(chǎn)生復(fù)合中心，減小少 數(shù)載流子壽命。但這種方法不能有效抑制浮體效應(yīng)，并且引起泄漏電流過 大。文獻(xiàn)"Liu Yunlong, Liu Xinyu, et.al， "Simulation of a Novel Schottky Body-Contacted Structure Suppressing Floating Body Effect in Partially-Depleted SOI nMOSFET，s", CHINESE JOURNAL OF SEMICONDUCTOR, Vol.23, No.lO, p.1019， Oct.2002，，提出了 Schottky接觸 技術(shù)，利用源區(qū)厚的硅化物與源區(qū)下的體區(qū)形成Schottky接觸來鉗制體區(qū) 電位，但這種方法仍然存在體電阻的問題，而且由于Schottky勢壘的存在， 不能完全抑制浮體效應(yīng)。發(fā)明內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體 接觸的方法，以抑制SOI器件的浮體效應(yīng)。(二)技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方法，該方法包括A、 在形成多晶硅柵之后，在源極一側(cè)進(jìn)行體引出注入；B、 對源漏端進(jìn)行輕摻雜源區(qū)(Lightly Doped Source, LDS)和輕摻 雜漏區(qū)(Lightly Doped Drain, LDD)注入，在形成一次氧化物側(cè)墻后， 進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入，在源漏區(qū)都形成淺結(jié)；C、 用光刻膠把源區(qū)保護(hù)后，對漏區(qū)進(jìn)行第二次N+注入，以使漏端結(jié) 區(qū)到達(dá)埋氧層，形成源漏不對稱的結(jié)構(gòu)；D、 利用鈷(Co)的硅化物，在源極一側(cè)的鈷硅化物穿透源極到達(dá)下 面的體區(qū)，鉗制體區(qū)電位，抑制浮體效應(yīng)。步驟A之前進(jìn)一步包括Al、首先在絕緣體上硅(SOI)上生長一層犧牲氧化層，然后進(jìn)行兩 次調(diào)柵注入，在溝道區(qū)形成合適的雜質(zhì)分布；A2、刻蝕掉犧牲氧化層，生長柵氧，然后淀積多晶硅，用光刻刻蝕形 成多晶硅柵。對于絕緣體上硅N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(SOI NMOSFET)器件，步驟A所述體引出注入包括用光刻膠掩蔽漏端對SOINMOSFET器件進(jìn)行高劑量和能量的硼離子注入，用于在源極下面形成高濃度的P+區(qū)。對于絕緣體上硅P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(SOIPMOSFET)器件，步驟A所述體引出注入包括對SOI PMOSFET器件進(jìn)行高劑量和能量的磷離子注入，用于在源極 下面形成高濃度的N+區(qū)。步驟B中所述對源漏端進(jìn)行LDS和LDD注入之后進(jìn)一步包括淀積 一層正硅酸乙酯并反刻形成一次側(cè)墻。對于SOI NMOSFET器件，步驟B中所述進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入包括 對SOINMOSFET器件進(jìn)行低能量的砷離子注入。對于SOI PMOSFET器件，步驟B中所述進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入包括 對SOI PMOSFET器件進(jìn)行低能量的硼離子注入。所述步驟D包括淀積一定厚度的Co膜，使Co與Si反應(yīng)生成硅化 物，刻去側(cè)墻上未反應(yīng)的Co，然后在一定溫度下進(jìn)行快速熱處理，源區(qū) 的硅化物穿通淺結(jié)與源區(qū)下面的P +型硅形成歐姆接觸。所述Co膜的厚度為30nrn;所述Co與Si反應(yīng)生成硅化物的條件為 在67(TC下快速熱處理5秒；所述在一定溫度下進(jìn)行快速熱處理的條件為: 在80(TC下快速熱處理10秒。(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 1、本發(fā)明提供的這種實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法，在形成 多晶硅柵之后在源極一側(cè)進(jìn)行一次高劑量和能量的硼離子注入，以在源極下面形成體電流的通路，然后形成淺源結(jié)的源漏結(jié)構(gòu)，然后形成鈷(Co) 的硅化物，源極一側(cè)的鈷硅化物穿透源極到達(dá)下面的體區(qū)，鉗制了體區(qū)電 位，從而有效抑制了浮體效應(yīng)。2、本發(fā)明提供的這種實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法，不但有 效的抑制了浮體效應(yīng)，提高了部分耗盡SOI器件性能，而且與標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)金 屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor, CMOS)工 藝兼容，具有工藝簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法流程圖；圖2為依照本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法流程圖；圖3為依照本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的工藝流程示 意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí) 施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法流程圖，該方法包括以下步驟步驟10h在形成多晶硅柵之后，在源極一側(cè)進(jìn)行體引出注入； 步驟102:對源漏端進(jìn)行LDS和LDD注入，在形成一次氧化物側(cè)墻后，進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入，在源漏區(qū)都形成淺結(jié)；步驟103:用光刻膠把源區(qū)保護(hù)后，對漏區(qū)進(jìn)行第二次N+注入，以使 漏端結(jié)區(qū)到達(dá)埋氧層，形成源漏不對稱的結(jié)構(gòu)；步驟104:利用鈷CO的硅化物，在源極一側(cè)的鈷硅化物穿透源極到 達(dá)下面的體區(qū)，鉗制體區(qū)電位，抑制浮體效應(yīng)?；趫D1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法流程圖，以下結(jié) 合具體的實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法進(jìn)一步詳 細(xì)說明。 實(shí)施例如圖2所示，圖2為依照本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法流程圖，該方法包括以下步驟步驟201:首先在SOI上生長一層犧牲氧化層，然后進(jìn)行兩次調(diào)柵注入，在溝道區(qū)形成合適的雜質(zhì)分布。如圖3中(a)所示。步驟202:刻蝕掉犧牲氧化層，生長柵氧，然后淀積多晶硅，用光刻 刻蝕形成多晶硅柵。如圖3中(b)所示。步驟203:用光刻膠掩蔽漏端，對源進(jìn)行體引出注入；如圖3中(b)所示。在本步驟中，對SOINMOSFET來說進(jìn)行高劑量和能量的硼離子注入， 用于在源極下面形成高濃度的P+區(qū)。對SOI PMOSFET來說進(jìn)行高劑量 和能量的磷離子注入，用于在源極下面形成高濃度的N+區(qū)。當(dāng)浮體效應(yīng) 發(fā)生時，這個高濃度的體引出注入?yún)^(qū)可以作為體區(qū)少子流出的渠道。步驟204:進(jìn)行LDD/LDS注入，如圖3中(c)所示，在形成一次氧 化物側(cè)墻后，進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入，在源漏區(qū)都形成淺結(jié)；如圖3中(d)所示。在本步驟中，體引出注入后進(jìn)行源漏的LDS (Lightly Doped Source) 和LDD (Lightly Doped Drain)注入，淀積一層正硅酸乙酯(TEOS)并反 刻形成一次側(cè)墻，以便于進(jìn)行下面的源漏注入；形成淺源結(jié)的源漏結(jié)構(gòu)，即先進(jìn)行低能量的砷離子注入(對SOI NMOSFET)或硼離子注入(對SOIPMOSFET)。步驟205:用光刻膠把源區(qū)保護(hù)后，對漏區(qū)進(jìn)行第二次N+注入，以使 漏端結(jié)區(qū)到達(dá)埋氧層，這樣形成源漏不對稱的結(jié)構(gòu)；如圖3中(e)所示。在本步驟中，對漏區(qū)進(jìn)行第二次N+注入時，用光刻膠保護(hù)源區(qū)，對 漏區(qū)進(jìn)行第二次注入，即對SOI NMOSFET進(jìn)行高能量的砷離子注入或?qū)?SOI PMOSFET進(jìn)行高能量的硼離子注入。步驟206:把光刻膠去除后，在源漏區(qū)形成二次氧化物側(cè)墻，以便于 形成鈷的硅化物。為了激活注入的雜質(zhì)原子和修復(fù)注入引起的晶格損傷， 在100(TC下快速熱處理8秒。如圖3中(f)所示。步驟207:形成鈷的硅化物。淀積30nm厚的Co膜，在67(TC下快速 熱處理5秒后Co與Si反應(yīng)生成硅化物，刻去側(cè)墻上未反應(yīng)的Co，然后 在80(TC下快速熱處理10秒，使硅化物轉(zhuǎn)為低阻態(tài)，因?yàn)樵礃O為淺源結(jié)結(jié) 構(gòu)，源區(qū)的硅化物將穿通80nm深的淺結(jié)而與源區(qū)下面的P+型硅形成歐 姆接觸。在漏區(qū)厚的硅化物將不會損害漏-體結(jié)，這是由于第二次氧化物側(cè) 墻使漏-體結(jié)遠(yuǎn)離硅化物。如圖3中(f)所示。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而 已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方法，其特征在于，該方法包括A、在形成多晶硅柵之后，在源極一側(cè)進(jìn)行體引出注入；B、對源漏端進(jìn)行輕摻雜源區(qū)LDS和輕摻雜漏區(qū)LDD注入，在形成一次氧化物側(cè)墻后，進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入，在源漏區(qū)都形成淺結(jié)；C、用光刻膠把源區(qū)保護(hù)后，對漏區(qū)進(jìn)行第二次N+注入，以使漏端結(jié)區(qū)到達(dá)埋氧層，形成源漏不對稱的結(jié)構(gòu)；D、利用鈷Co的硅化物，在源極一側(cè)的鈷硅化物穿透源極到達(dá)下面的體區(qū)，鉗制體區(qū)電位，抑制浮體效應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，步驟A之前進(jìn)一步包括Al、首先在絕緣體上硅SOI上生長一層犧牲氧化層，然后進(jìn)行兩次調(diào) 柵注入，在溝道區(qū)形成合適的雜質(zhì)分布；A2、刻蝕掉犧牲氧化層，生長柵氧，然后淀積多晶硅，用光刻刻蝕形 成多晶硅柵。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，對于絕緣體上硅N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 SOINMOSFET器件，步驟A所述體引出注入包括用光刻膠掩蔽漏端對SOI NMOSFET器件進(jìn)行高劑量和能量的硼離子 注入，用于在源極下面形成高濃度的P+區(qū)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，對于絕緣體上硅P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管SOIPMOSFET器件，步驟A所述體引出注入包括對SOI PMOSFET器件進(jìn)行高劑量和能量的磷離子注入，用于在源極 下面形成高濃度的N+區(qū)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，步驟B中所述對源漏端進(jìn)行LDS和LDD注入之后進(jìn)一 步包括 淀積一層正硅酸乙酯并反刻形成一次側(cè)墻。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，對于SOINMOSFET器件，步驟B中所述進(jìn)行源漏區(qū)的 N+注入包括對SOINMOSFET器件進(jìn)行低能量的砷離子注入。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，對于SOIPMOSFET器件，步驟B中所述進(jìn)行源漏區(qū)的 N+注入包括對SOI PMOSFET器件進(jìn)行低能量的硼離子注入。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，所述步驟D包括淀積一定厚度的Co膜，使Co與Si反應(yīng)生成硅化物，刻去側(cè)墻上未 反應(yīng)的Co，然后在一定溫度下進(jìn)行快速熱處理，源區(qū)的硅化物穿通淺結(jié) 與源區(qū)下面的P+型硅形成歐姆接觸。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)部分耗盡絕緣體上硅器件體接觸的方 法，其特征在于，所述Co膜的厚度為30nm;所述Co與Si反應(yīng)生成硅化 物的條件為在67(TC下快速熱處理5秒；所述在一定溫度下進(jìn)行快速熱處理的條件為在80(TC下快速熱處理10秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)中SOI器件體接觸技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種實(shí)現(xiàn)部分耗盡SOI器件體接觸的方法，包括A.在形成多晶硅柵之后，在源極一側(cè)進(jìn)行體引出注入；B.對源漏端進(jìn)行LDS和LDD注入，在形成一次氧化物側(cè)墻后，進(jìn)行源漏區(qū)的N+注入，在源漏區(qū)都形成淺結(jié)；C.用光刻膠把源區(qū)保護(hù)后，對漏區(qū)進(jìn)行第二次N+注入，以使漏端結(jié)區(qū)到達(dá)埋氧層，形成源漏不對稱的結(jié)構(gòu)；D.利用鈷的硅化物，在源極一側(cè)的鈷硅化物穿透源極到達(dá)下面的體區(qū)，鉗制體區(qū)電位，抑制浮體效應(yīng)。利用本發(fā)明，不但有效的抑制了浮體效應(yīng)，提高了部分耗盡SOI器件性能，而且與標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝兼容，具有工藝簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L21/336GK101231956SQ20071006298
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者王立新 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所