專利名稱：輕摻雜溝槽注入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及N溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體(NM0S，N Metal-Oxide Semiconductor)制作方法，具體涉及一種輕摻雜溝槽注入(Pocket Implant)方法。
背景技術(shù)：
不同與P溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體(PM0S，P Metal-Oxide Semiconductor)，N溝槽金屬氧化物半導(dǎo)體會產(chǎn)生熱離子注入效應(yīng)(HCI，Hot Carrier hjection)。具體是說，隨著芯片尺寸的減小，芯片的供電電壓、工作電壓并沒有相應(yīng)減少很多，所以相應(yīng)的電場強(qiáng)度增加了，導(dǎo)致了電子的運(yùn)動速率增加。當(dāng)電子的能量足夠高的時候，就會離開硅襯底，隧穿進(jìn)入柵極氧化層，從而改變閾值電壓。這種效應(yīng)會增加NMOS的閾值電壓，并影響NMOS長期使用的可靠性。現(xiàn)有的NMOS制作方法包括以下步驟(1)多晶硅柵(Gate)以及偏移間隔層 (Offset Spacer)的形成；(2) n_輕摻雜漏(nLDD)注入，將離子的摻雜材料淺注入在ρ阱處以備隨后的中等或者高劑量的源/漏注入，形成源/漏區(qū)；C3)輕摻雜溝槽注入，向源/漏極之間的柵極氧化層下方的接近溝道區(qū)域注入輕摻雜離子，以防止熱離子注入效應(yīng)。在上述方法步驟C3)輕摻雜溝槽注入中，如圖1所示，摻雜離子選用硼離子(B+)， 通過將硼離子以一定角度穿過柵極氧化層103，注入到，多晶硅柵105以及側(cè)墻104下方， 源/漏極102之間ρ阱101中的位置。通過將上述襯底區(qū)域中大量存在的硅氫Si-H鍵或者硅氘Si-D鍵，替換為硅硼Si-B鍵，由于硅硼鍵的鍵能大于硅氫鍵和硅氘鍵的鍵能，上述的輕摻雜溝槽注入方法可以避免襯底上的硅發(fā)生共價鍵斷裂，即避免電子的能量足夠高的時候離開硅襯底，隧穿進(jìn)入柵極氧化層。但是，由于硅硼鍵的鍵能不夠高，目前的技術(shù)仍然不能很好的避免NMOS在熱離子注入效應(yīng)測試條件下產(chǎn)生熱離子注入效應(yīng)。通常的熱離子注入效應(yīng)測試條件下，一般可以采用125攝氏度，130%正常工作電壓的條件，其中130%正常工作電壓是指對例如2. 5V正常工作電壓的NMOS以3. 3V的電壓進(jìn)行測試。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的輕摻雜溝槽注入方法不能解決NMOS的穩(wěn)定性差、在極端條件下會產(chǎn)生熱離子注入效應(yīng)的技術(shù)問題，提供一種可以提高 NMOS穩(wěn)定性的輕摻雜溝槽注入方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下一種輕摻雜溝槽注入方法，應(yīng)用于NMOS制作過程中對硅片的處理，包括將離子的摻雜材料注入柵極氧化層下方的步驟；所述摻雜材料包括含氟離子。優(yōu)選的，所述含氟離子的注入角度為15-60度。優(yōu)選的，所述含氟離子為二氟化硼離子BF2+或氟離子F+。優(yōu)選的，所述二氟化硼離子BF2+的注入能量為20 70千電子伏；注入劑量為 2Ε13 8Ε13原子每平方厘米。
優(yōu)選的，所述氟離子F+注入能量為2 20千電子伏；注入劑量為2E13 2E14原子每平方厘米。本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法具有以下的有益效果首先，本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，將含氟離子注入溝槽，利用硅氟Si-F鍵能為較高的6. 9電子伏(ev)，從而加強(qiáng)了源/漏極間襯底區(qū)域中的電子的穩(wěn)定性，有效地避免了 NMOS在極端條件下發(fā)生熱離子注入效應(yīng)。另外，本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，利用二氟化硼離子BF2+進(jìn)行輕摻雜溝槽注入，離子的注入能量為20 70千電子伏，注入劑量為2E13 8E13原子每平方厘米，高效地將含氟離子注入到源/漏極間襯底區(qū)域，增強(qiáng)了 NMOS的工作穩(wěn)定性。再有，本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，利用氟離子F+進(jìn)行輕摻雜溝槽注入，離子的注入能量為2 20千電子伏，注入劑量為2E13 2E14原子每平方厘米，將含氟離子注入到源/漏極間襯底區(qū)域，增強(qiáng)了 NMOS的工作穩(wěn)定性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中輕摻雜溝槽注入方法示意圖；圖2是本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法一種具體實(shí)施方式
的注入方法示意圖；圖3是本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法另外一種具體實(shí)施方式
的注入方法示意圖；圖中的附圖標(biāo)記表示為101，201，301-p 阱；102，202，302-源 / 漏極；103，203，303-柵極氧化層；104，204，304-側(cè)墻；105，205，305-多晶硅柵。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種輕摻雜溝槽注入方法，應(yīng)用于NMOS制作過程中對硅片的處理， 包括將離子的摻雜材料注入柵極氧化層下方的步驟；所述摻雜材料包括含氟離子。本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，將含氟離子注入溝槽，利用硅氟Si-F鍵能為較高的6.9電子伏(ev)，從而加強(qiáng)了源/漏極間襯底區(qū)域中的電子的穩(wěn)定性，有效的避免了 NMOS在極端條件下發(fā)生熱離子注入效應(yīng)。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1如圖2所示，一種輕摻雜溝槽注入方法，其是將二氟化硼離子BF2+以一定角度穿過柵極氧化層203，注入到多晶硅柵205以及側(cè)墻204下方，源/漏極202之間ρ阱201中的位置，在該位置形成大量的硅氟鍵，增加硅的共價鍵的鍵能和穩(wěn)定性，以避免產(chǎn)生熱離子注入效應(yīng)。二氟化硼離子BF2+的注入角度為15-60度，注入能量為20 70千電子伏，注入劑量為2Ε13 8Ε13原子每平方厘米。本實(shí)施例的輕摻雜溝槽注入方法高效的將二氟化硼離子BF2+注入到源/漏極間
襯底區(qū)域，增強(qiáng)了 NMOS的工作穩(wěn)定性。實(shí)施例2
如圖3所示，一種輕摻雜溝槽注入方法，其是將氟離子F+以一定角度穿過柵極氧化層303，注入到多晶硅柵305以及側(cè)墻304下方，源/漏極302之間ρ阱301中的位置，并在該位置形成大量的硅氟鍵，增加硅的共價鍵的鍵能和穩(wěn)定性，以避免產(chǎn)生熱離子注入效應(yīng)。氟離子F+的注入角度為15-60度，注入能量為20 70千電子伏，注入劑量為2Ε13 8Ε13原子每平方厘米。本實(shí)施例的輕摻雜溝槽注入方法高效的將氟離子注入到源/漏極間襯底區(qū)域，增強(qiáng)了 NMOS的工作穩(wěn)定性。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)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輕摻雜溝槽注入方法，應(yīng)用于NMOS制作過程中對硅片的處理，包括將離子的摻雜材料注入柵極氧化層下方的步驟；其特征在于，所述摻雜材料包括含氟離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氟離子的注入角度相對于水平方向，為15-60度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含氟離子為二氟化硼離子BF2+ 或氟離子F+。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述二氟化硼離子BF2+的注入能量為 20 70千電子伏；注入劑量為2E13 8E13原子每平方厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述氟離子F+注入能量為2 20千電子伏；注入劑量為2E13 2E14原子每平方厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輕摻雜溝槽注入方法，應(yīng)用于NMOS制作過程中對硅片的處理，包括將離子的摻雜材料注入柵極氧化層下方的步驟；所述摻雜材料包括含氟離子。本發(fā)明的輕摻雜溝槽注入方法，利用含氟離子進(jìn)行輕摻雜溝槽注入方法，加強(qiáng)了源/漏極間襯底區(qū)域中的電子的穩(wěn)定性，有效的避免了NMOS在極端條件下發(fā)生熱離子注入效應(yīng)。
文檔編號H01L21/265GK102386075SQ20101027257
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者何永根 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司