專利名稱：提高mos管增益的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造方法，具體地說，涉及一種提高M(jìn)0S管增益的制造方法。
背景技術(shù)：
在電路以及電子器件設(shè)計(jì)中，好的電路或者器件往往是在速度、功耗、增益 (Gain)、精度等多種因素之間進(jìn)行折衷。其中，電子器件的增益值的大小是評價(jià)電子器件性 能的最重要參數(shù)之一，對于M0S管(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)來說，增益的公式為 Gain = gm*R。ut，從公式中可知，提高增益的方法可以從以下二種途徑進(jìn)行一 提高M(jìn)0S管的跨導(dǎo)(gm)，M0S管跨導(dǎo)決定了諸如噪聲、速度等性能參數(shù)，gj勺公
w
式為從公式中，得知，gm與M0S管器件本身的物理尺寸以及材 L ，
料有關(guān)。
1*1
P -_t-Jl_二 增大輸出電阻R。ut，輸出電阻的公式為~ W*M*Cox*(VGS-VTf用于改善制造工藝來增大輸出電阻R。ut的方法中，考慮到M0S管的整體性能，傳統(tǒng) 方法是采用溝道離子注入(channel implant)工藝來進(jìn)行，但這種方法容易導(dǎo)致M0S管的 閾值電壓上升和電子遷移率下降。在1998年IEEE關(guān)于的物理學(xué)可靠性專題學(xué)報(bào)上(Volume，Issue, 31Mar-2Apr 1998Page(s) :189_193)，作者為 Das, A. ；De, H. ；Misra, V. ；Venkatesan, S.； Veeraraghavan, S. ；Foisy, M.的一篇論文題為"Effects of halo implant on hot carrierreliability of sub-quartermicron MOSI^ETs” 里，公開了一種采用大傾斜角度的 離子注入方法，并對該方法對器件的影響做了分析，但是，該論文中的離子注入方法并沒有 提及器件輸出電阻的影響。因此，有必要探索一種新的制造方法，提高M(jìn)0S的輸出電阻R。ut，進(jìn)而提高M(jìn)0S管的 增碰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高M(jìn)0S管增益的制造方法，在保持其他 參數(shù)影響不大的條件下，提高M(jìn)0S管的增益。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種提高M(jìn)0S管的制造方法，該制造方法為在 完成輕摻雜漏極區(qū)離子注入后，以一傾角注入離子，在所述輕摻雜漏極區(qū)下的半導(dǎo)體襯底 內(nèi)形成袋狀摻雜區(qū)，所述傾角為垂直于半導(dǎo)體器件表面的豎直面與離子注入方向形成的夾 角，所述傾角在大于0度小于等于7度的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，所述傾角為5度。進(jìn)一步的，當(dāng)所述M0S管為NM0S管時(shí)，注入的離子為磷離子，能量為15KeV 40KeV，劑量為20E3 45E3，優(yōu)選地能量為25KeV，劑量為30E3。
進(jìn)一步的，當(dāng)所述M0S管為PM0S管時(shí)，注入的離子為砷離子，能量為25KeV 50KeV，劑量為20E3 45E3，優(yōu)選地能量為40KeV，劑量為30E3。進(jìn)一步的，注入離子分為若干步驟進(jìn)行，每進(jìn)行一步驟，將該M0S管器件旋轉(zhuǎn)一角 度，然后繼續(xù)注入離子。與傳統(tǒng)的提高M(jìn)0S管增益的制造方法相比，本發(fā)明通過一傾斜的角度進(jìn)行離子注 入形成袋狀(Pocket)摻雜區(qū)，優(yōu)化袋狀摻雜區(qū)雜質(zhì)分布，提高了輸出電阻，由于傾角的角 度很小，對溝道表面的影響很小，對M0S管器件的飽和電流(Idsat)、閾值電壓(VJ以及跨導(dǎo) (gffl)影響甚微，但是卻換來器件的輸出電阻(R。ut)的提升，從而增大器件增益，提高了 M0S 管的性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提高M(jìn)0S管增益的制造方法截面示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提高M(jìn)0S管增益的制造方法截面示意圖，在半導(dǎo) 體襯底1上形成柵極氧化層6以及柵極7之后，在柵極7兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底1上進(jìn)行離子 注入形成LDD (輕摻雜漏極)層4。接著，如圖1中的箭頭方向所示，以一傾角在所述輕摻雜漏極區(qū)4上注入離子，在 所述輕摻雜漏極區(qū)4下的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成袋狀摻雜區(qū)5，所述傾角為垂直于半導(dǎo)體器件 表面的豎直面與離子注入方向形成的夾角(圖1中的Z a)。所述傾角在大于0度小于等于 7度的范圍內(nèi)。傾角不能太大，當(dāng)選擇的傾角過大時(shí)，受到臨近部件的遮擋而使有效注入的 離子劑量減小，加長離子注入時(shí)間，降低生產(chǎn)率。本實(shí)施例中，優(yōu)選的傾角為5度，在半導(dǎo)體 襯底內(nèi)形成的袋狀摻雜區(qū)5可將LDD層4包覆住。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)生產(chǎn)的M0S管器件類型，摻雜不同的離子，當(dāng)所述M0S管為 NM0S管時(shí)，注入的離子為磷(P)離子，能量為15KeV 40KeV，劑量為20E3 45E3，選擇注 入的能量為25KeV、劑量為30E3即可達(dá)到較好的效果。；當(dāng)所述M0S管為PM0S管時(shí)，注入的 離子為砷離子，能量為25KeV 50KeV，劑量為20E3 45E3，選擇注入的能量為40KeV、劑量 為30E3即可達(dá)到較好的效果。本實(shí)施例中，由于采用一傾斜的角度進(jìn)行離子注入，導(dǎo)致溝道長度L增 大，優(yōu)化袋狀摻雜區(qū)雜質(zhì)分布，增大溝道電阻，導(dǎo)致遷移率(iO減小所致。從公式
R°u, = W*^*clx*{V中可以看出，由于遷移率⑷M小，綱帷娜±曾九而且，由于傾角的角度很小，對溝道表面的影響很小，對M0S管器件的飽和電流、 閾值電壓以及跨導(dǎo)影響甚微，但是卻換來M0S管器件的輸出電阻的提升，從而增大器件增 益，提高了 M0S管的性能。由于在離子注入形成袋狀摻雜區(qū)5時(shí)以一微小的傾角進(jìn)行離子注入，因此，會(huì)產(chǎn) 生小部分離子無法注入的區(qū)域，為了得到更好的離子注入效果，注入離子時(shí)，可以分為若干 步驟進(jìn)行，每進(jìn)行一步驟，將該M0S管器件旋轉(zhuǎn)一角度，然后繼續(xù)注入離子。本實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)的角度為4次，旋轉(zhuǎn)一周，每次旋轉(zhuǎn)的角度為90度。最后，在完成袋狀摻雜區(qū)5的基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行離子注入形成源極2和漏極3。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
一種提高M(jìn)OS管增益的制造方法，在完成輕摻雜漏極區(qū)離子注入后，以一傾角注入離子，在所述輕摻雜漏極區(qū)下的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成袋狀摻雜區(qū)，其特征在于所述傾角為垂直于半導(dǎo)體器件表面的豎直面與離子注入方向形成的夾角，所述傾角在大于0度小于等于7度的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述提高M(jìn)OS管增益的制造方法，其特征在于所述傾角為5度。
3.如權(quán)利要求1所述提高M(jìn)OS管增益的制造方法，其特征在于當(dāng)所述MOS管為NMOS 管時(shí)，注入的離子為磷離子，能量為15KeV 40KeV，劑量為20E3 45E3。
4.如權(quán)利要求3所述提高M(jìn)OS管增益的制造方法，其特征在于注入的磷離子能量為 25KeV，劑量為 30E3。
5.如權(quán)利要求1所述提高M(jìn)OS管增益的制造方法，其特征在于當(dāng)所述MOS管為PMOS 管時(shí)，注入的離子為砷離子，能量為25KeV 50KeV，劑量為20E3 45E3。
6.如權(quán)利要求5所述提高M(jìn)OS管增益的制造方法，其特征在于注入的砷離子能量為 40KeV，劑量為 30E3。
7.如權(quán)利要求1所述提高M(jìn)OS管增益的制造方法，其特征在于注入離子分為若干步 驟進(jìn)行，每進(jìn)行一步驟，將該MOS管器件旋轉(zhuǎn)一角度，然后繼續(xù)注入離子。
全文摘要
本發(fā)明公開一種提高M(jìn)OS管增益的制造方法，在完成輕摻雜漏極區(qū)離子注入后，以一小傾角在所述輕摻雜漏極區(qū)上注入離子，在所述輕摻雜漏極區(qū)下的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成袋狀摻雜區(qū)，所述傾角為垂直于半導(dǎo)體器件表面的豎直面與離子注入方向形成的夾角，所述傾角在大于0度小于等于7度的范圍內(nèi)，優(yōu)選所述傾角為5度。本發(fā)明通過一傾斜的角度進(jìn)行離子注入優(yōu)化袋狀摻雜區(qū)雜質(zhì)分布，提高了輸出電阻，由于傾角的角度很小，對溝道表面的影響很小，對MOS管器件的飽和電流(Idsat)、閾值電壓(VGS)以及跨導(dǎo)(gm)影響甚微，但是卻換來器件的輸出電阻(Rout)的提升，從而增大器件增益，提高了MOS管的性能。
文檔編號H01L21/336GK101894758SQ20091005155
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者趙猛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司