專利名稱：一種nmos器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種NMOS器件及其制作方法。
背景技術(shù)：
NMOS器件分為使用了 PIPToly-Isolator-Poly)電容器和未使用PIP電容器兩 種，使用PIP電容器的NMOS的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為圖1所示。參照?qǐng)D1，通常NMOS部分的下方為 柵氧層(Gate Oxide) 1，PIP電容器部分的下方為場氧層2 (FieldOxide) 2，NM0S部分的場氧 層2則用于不同器件間的隔離。NMOS部分的柵極3和PIP電容器部分的下極板4在第一層 多晶硅的沉積、低阻化、光刻、刻蝕的生產(chǎn)過程中同時(shí)形成的。為了制作PIP電容器，在下極 板4完成后需要制作電容器中的介電層6，然后進(jìn)行第二層多晶硅的沉積、低阻化、光刻、刻 蝕以便形成電容器的上極板7，此時(shí)PIP電容器已經(jīng)完成。由于在電容器上極板的制作過程 中，NMOS器件區(qū)域的第二層多晶硅需要通過刻蝕完全去除，在刻蝕過程中會(huì)在NMOS器件的 側(cè)壁留下部分殘留物5 (該殘留物包括部分多晶硅和介電層)，該殘留物5不參與NMOS的 正常工作但也無法通過優(yōu)化刻蝕工藝參數(shù)達(dá)到完全去除的效果，更重要的是，在后續(xù)形成N 型輕摻雜漏區(qū)(N-typeLightly Doped Drain，NLDD) 8的過程中會(huì)在殘留物5下方出現(xiàn)NLDD 注入打不進(jìn)的空白區(qū)域，如圖1中的空白區(qū)域81，從而導(dǎo)致NLDD區(qū)8與MOS器件的柵極3 之間存在空隙。結(jié)果NMOS的有效溝道變長，溝道電阻增高，結(jié)果導(dǎo)致飽和電流減小10%以 上。圖1中的TEOS (原硅酸四乙酯)SpaCer9用于保護(hù)NLDD緩沖區(qū)8，避免N+注入時(shí)注入 到該區(qū)域影響其濃度，而N+區(qū)則用作NMOS器件的源/漏極。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種NMOS器件及其制作方法，旨在使NMOS的有效 溝道長度減小到標(biāo)準(zhǔn)的工藝流程制造的NMOS的水平，消除了 PIP電容結(jié)構(gòu)對(duì)于NMOS器件 電性的影響。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種匪OS器件的制作方法，包括以下步驟在硅片的柵氧區(qū)和場氧區(qū)分別形成柵極和PIP電容器的下極板；在柵氧區(qū)定義出N型輕摻雜漏區(qū)NLDD層的圖形，并注入形成NLDD區(qū)；在NLLD區(qū)完全注入后，在PIP電容器的下極板上生長一層介電層，并在介電層上 形成PIP電容器的上極板；在NLDD區(qū)上形成隔層，然后形成N+區(qū)。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種NMOS器件，包括形成于柵氧區(qū)之上的NMOS部分和形 成于場氧區(qū)之上的PIP電容器；所述NMOS部分包括形成于柵氧區(qū)之上的柵極、N型輕摻雜 漏區(qū)NLDD區(qū)和N+區(qū)，所述NLDD區(qū)上還形成有隔層，所述NLDD區(qū)為完全注入，所述NLDD區(qū) 與所述柵極邊緣緊密相連。本發(fā)明實(shí)施例中，將NLDD層調(diào)整至PIP電容器介電層生成的步驟之前，避免由于 NLDD注入不完全以致出現(xiàn)空白區(qū)域的現(xiàn)象，使得NMOS的有效溝道的長度和飽和電流的大小更加趨于標(biāo)準(zhǔn)，消除了電容制造工藝對(duì)NMOS特性的影響。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的使用PIP電容器的NMOS器件的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的NMOS器件的制作方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖3A是本發(fā)明實(shí)施例提供的對(duì)TEOS厚度和刻蝕做相應(yīng)調(diào)整后的使用PIP電容器 的NMOS器件的NMOS部分的結(jié)構(gòu)圖；圖;3B是傳統(tǒng)的未使用PIP電容器的NMOS器件的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例中，為了避免受NMOS的柵極側(cè)壁的殘留物21的影響，在PIP電容器 的介電層制作前先進(jìn)行NLDD緩沖區(qū)的光刻和注入形成NLDD緩沖區(qū)，這樣可以保證NLDD緩 沖區(qū)與NMOS的柵極邊緣緊密相連，不會(huì)出現(xiàn)NLDD注入不完全形成的空白區(qū)。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的NMOS器件的制作方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下在步驟S201中，在硅片的柵氧區(qū)和場氧區(qū)分別形成柵極和PIP電容器的下極板。通常NMOS部分的下方為柵氧層，PIP電容器部分下方為場氧層。NMOS器件的柵極 和PIP電容器的下極板在第一層多晶硅Poly-I的沉積、低阻化、光刻和刻蝕的生產(chǎn)過程中 同時(shí)形成的。在第一層多晶硅Poly沉積前，硅片上分為柵氧區(qū)和場氧區(qū)，在后續(xù)工藝工程 中，NMOS部分在柵氧區(qū)形成，PIP電容器部分在場氧區(qū)形成；第一層多晶硅Poly-I沉積后通 過進(jìn)行低阻化；低阻化后通過光刻和刻蝕將光罩的圖形轉(zhuǎn)移到硅片上，形成Poly的圖形。在步驟S202中，在柵氧區(qū)定義出NLDD層的圖形，并注入形成NLDD區(qū)。NMOS的柵極和PIP電容器的下極板形成后，現(xiàn)在繼續(xù)完成NMOS器件的結(jié)構(gòu)，開始 NLDD層圖形的定義。首先柵氧區(qū)形成一光阻層，在需要進(jìn)行NLDD注入的區(qū)域光阻通過曝 光/顯影將光阻去除，不需要注入NLDD的區(qū)域的光阻由于沒有進(jìn)行曝光得以保留下來，可 以抵擋住注入。經(jīng)過注入后形成了 NLDD區(qū)域，通常NLDD注入的劑量較后續(xù)的N+注入劑量 要低。在步驟S203中，在NLLD區(qū)完全注入后，在PIP電容器的下極板上生長一層介電 層，并在介電層上形成PIP電容器的上極板。在NLDD區(qū)注入完成后，通過生長一定厚度的氧化層/氮化硅等物質(zhì)用于形成一定 單位容值的電容器介電層，不同的厚度的氧化層/氮化硅的組合可以最終形成不同單位容 值和擊穿電壓特性的電容器，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。在介電層形成后，通過第二層多晶硅Poly-2沉積、低阻化、光刻、刻蝕過程形成 第二層多晶硅Poly-2的圖形，PIP電容器的上極板形成，而在NMOS部分，第二層多晶硅 Poly-2被刻蝕掉，在柵極的外側(cè)壁上留有殘留物，該殘留物包括部分多晶硅和介電層。在步驟S204中，在NLDD區(qū)上形成隔層，然后形成N+區(qū)。以隔層為TEOS層為例，通過化學(xué)氣象沉積的方式將經(jīng)過TEOS沉積在硅片上，然后經(jīng)過干法刻蝕，NMOS器件的柵極多晶硅的外側(cè)壁可以形成一定寬度的隔層(Spacer)，用于 在抵擋后續(xù)的N+注入，使得隔層下方的摻雜濃度由NLDD注入的劑量決定，從而形成NLDD 區(qū)域和N+區(qū)域的濃度差。本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)TEOS厚度和刻蝕做相應(yīng)調(diào)整，使得TEOS隔層的寬度與柵極外 側(cè)壁上殘留物的寬度之和，與傳統(tǒng)的未使用PIP電容器的NMOS器件的TEOS隔層的寬度接 近，如圖3A和圖;3B所示(各標(biāo)號(hào)含義與圖1中相同)，從而達(dá)到使兩者的電性特性接近的 目的。TEOS厚度的調(diào)整可以通過調(diào)整化學(xué)氣象沉積的氣體流量，沉積溫度，沉積時(shí)間等工藝 參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。在形成保護(hù)NLDD區(qū)域的Spacer后，經(jīng)過N+層光刻、注入形成N+區(qū)，該層是為形 成NMOS的低電阻的源/漏極，此區(qū)域注入的劑量很大，用以形成與金屬之間的歐姆接觸，減 小源/漏極的電阻。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種NMOS器件，該NMOS器件帶有PIP電容器，分為NMOS 部分和PIP電容器部分，兩部分分別形成于硅片的柵氧區(qū)和場氧區(qū)。NMOS部分包括形成于 柵氧區(qū)之上的柵極、N型輕摻雜漏區(qū)NLDD區(qū)和N+區(qū)，在NLDD區(qū)上還形成有隔層，NMOS的柵 極和PIP電容器的下極板可在第一層多晶硅的沉積、低阻化、光刻的生產(chǎn)過程中同時(shí)形成， 隔層可采用TEOS層實(shí)現(xiàn)，用于在后續(xù)形成注入劑量較高的N+區(qū)時(shí)抵擋N+注入至NLDD區(qū)， 其中NLDD區(qū)為完全注入，與NMOS器件的柵極邊緣緊密相連。PIP電容器部分依次包括形成 于場氧區(qū)上的下極板、介電層、上極板，介電層可以為氧化層/氮化硅等物質(zhì)，不同的厚度 的氧化層/氮化硅的組合可以最終形成不同單位容值和擊穿電壓特性的電容器，可以根據(jù) 實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，而上極板同樣可采用多晶硅實(shí)現(xiàn)，在形成介電層、上極板的過程中還會(huì) 在NMOS柵極的外側(cè)壁上留有殘留物。本發(fā)明實(shí)施例中，將NLDD層的注入調(diào)整至PIP電容器介電層生成的步驟之前，避 免由于NLDD注入不完全以致出現(xiàn)空白區(qū)域的現(xiàn)象，使得NMOS的有效溝道的長度和飽和電 流的大小更加趨于標(biāo)準(zhǔn)。另外，通過將TEOS厚度和刻蝕進(jìn)行調(diào)整，使得TEOS隔層的寬度加 上殘留物的寬度與傳統(tǒng)的未使用PIP電容器的NMOS器件的TEOS隔層的寬度接近，保證了 二者電性特性的接近。綜上，通過本發(fā)明實(shí)施例提高的NMOS器件的制作方法，消除了電容 制造工藝對(duì)NMOS特性的影響。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(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NMOS器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟在硅片的柵氧區(qū)和場氧區(qū)分別形成柵極和PIP電容器的下極板；在柵氧區(qū)定義出N型輕摻雜漏區(qū)NLDD層的圖形，并注入形成NLDD區(qū)；在NLLD區(qū)完全注入后，在PIP電容器的下極板上生長一層介電層，并在介電層上形成 PIP電容器的上極板；在NLDD區(qū)上形成隔層，然后形成N+區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在硅片的柵氧區(qū)和場氧區(qū)分別形 成柵極和PIP電容器的下極板的步驟具體為在硅片上沉積第一層多晶硅；對(duì)所述第一層多晶硅低阻化處理；在低阻化處理過的第一層多晶硅上形成柵極和PIP電容器的下極板。
3.如權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，對(duì)所述第一層多晶硅通過磷擴(kuò)散或者 注入的方式進(jìn)行低阻化處理。
4.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述隔層為TEOS層。
5.一種NMOS器件，包括形成于柵氧區(qū)之上的NMOS部分和形成于場氧區(qū)之上的PIP電 容器；所述NMOS部分包括形成于柵氧區(qū)之上的柵極、N型輕摻雜漏區(qū)NLDD區(qū)和N+區(qū)，所述 NLDD區(qū)上還形成有隔層，其特征在于，所述NLDD區(qū)為完全注入，所述NLDD區(qū)與所述柵極邊 緣緊密相連。
6.如權(quán)利要求5所述的NMOS器件，其特征在于，所述柵極為低阻化處理過的多晶硅層。
7.如權(quán)利要求5所述的NMOS器件，其特征在于，所述隔層為TEOS層。
全文摘要
本發(fā)明適用于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，提供了一種NMOS器件及其制作方法，所述制作方法包括以下步驟在硅片的柵氧區(qū)和場氧區(qū)分別形成柵極和PIP電容器的下極板；在柵氧區(qū)定義出N型輕摻雜漏區(qū)NLD D層的圖形，并注入形成NLDD區(qū)；在NLLD區(qū)完全注入后，在PIP電容器的下極板上生長一層介電層，并在介電層上形成PIP電容器的上極板；在NLDD區(qū)上形成隔層，然后形成N+區(qū)。本發(fā)明中，將NLDD層調(diào)整至PIP電容器介電層生成的步驟之前，避免由于NLDD注入不完全以致出現(xiàn)空白區(qū)域的現(xiàn)象，使得NMOS的有效溝道的長度和飽和電流的大小更加趨于標(biāo)準(zhǔn)，消除了電容制造工藝對(duì)NMOS特性的影響。
文檔編號(hào)H01L27/06GK102110646SQ20091023909
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者李永輝 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司