專利名稱：一種有效降低ldnmos截止電流并避免雙峰特性的補(bǔ)償注入方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路(Integrated Circuit, IC)制造過程，特別涉 及LD薩OS (橫向擴(kuò)散N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)的制造過程.背景技術(shù)LDNMOS(Laterally Diffused N type Metal Oxide semiconductor, 橫向擴(kuò)散N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)在集成電路設(shè)計(jì)與制造中有著重 要地位。例如，HV LD函S(High voltage Laterally Diffused N type Metal Oxide semiconductor,高壓橫向擴(kuò)散N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)便被 廣泛使用在TFT — IXD (Thin Film Transistor-liquid crystal Display, 薄膜晶體管液晶顯示屏)的驅(qū)動(dòng)芯片中。而目前HV L匿OS器件制造已經(jīng) 被整合在標(biāo)準(zhǔn)的0. 18um的邏輯工藝制程里，雖然它的集成度和性能有了 提高，但仍然有截止電流和雙峰特性方面的問題。而作為手機(jī)顯示屏的驅(qū) 動(dòng)電路中的芯片，低功耗是基本的要求并且是一個(gè)主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。所以， 有低漏電流性能的器件在低功耗產(chǎn)品中有非常大的需求。但由于LDNMOS制造過程，靠近STI (Shallow Trench Isolation,淺 溝隔離)邊緣處的柵氧化層總會(huì)比柵氧化層的中間部位薄很多，參見圖1。 這樣所制成的LDNMOS管的與STI部位交接的轉(zhuǎn)角處的柵氧化層較薄> 該 部位的開啟電壓降低。因而在靠近STI的LD麗0S晶體管的邊緣部位沿著 溝道的長度方向又形成了寄生晶體管，與中間部分晶體管平行。所以目前的工藝制造的實(shí)際芯片制造中，所制得的晶體管是由2個(gè)寄 生晶體管和主體晶體管并聯(lián)而成。參見圖2。在這種情況下，所制得的整體的晶體管的電流實(shí)際上是3個(gè)晶體管電流之和，即I=I。h + I*" + I6dg62，其中，I是整體晶體管的漏極電流，I。h 是主體晶體管的電流，l6dg。j[] L一2分別是2個(gè)靠近STI的邊緣區(qū)寄生晶體管的漏極電流。 由于，寄生晶體管的柵氧化層的厚度比主晶體管的柵氧化層的厚度小 很多，這樣薄柵氧化層的寄生MOS晶體管的開啟電壓要比主晶體管小，所以，在主晶體管截至狀態(tài)時(shí)，還會(huì)有寄生晶體管的1。^i和1。一2，而它們比主晶體管的漏電流I。h大很多。因而即使柵極電壓Vg二OV時(shí)，盡管L的值 下降到很小，但由于寄生晶體管的存在，使得整體晶體管的截至狀態(tài)漏電 流I仍然有一定量的值。參見圖3。在柵極電壓下降時(shí)，由于寄生晶體管 的存在，使得I二:U + L"。 + Ldge2，從而使Id — Vg曲線向上突起了一段，這樣也就是在Id — Vg曲線上有兩個(gè)凸起，也就是雙峰特性。而這種目前工藝生產(chǎn)的LDNM0S晶體管存在的截至電流和雙峰特性方 面的問題直接影響了器件的低漏電性能，使器件功耗過大。發(fā)明內(nèi)容為了解決LDNM0S晶體管較大的截止電流和雙峰特性的缺點(diǎn)，本發(fā)明 提供了一種有效降低LD麗OS截止電流并避免雙峰特性的補(bǔ)償注入方法。發(fā)明人意識(shí)到如果能夠有效地抑制寄生晶體管對(duì)整個(gè)LD麗0S晶體管 的影響，將極大改善晶體管的雙峰特性和降低截至狀態(tài)的漏電流，從而極 大的改善器件的工作性能。為此，發(fā)明人提出了一種在特定區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償注入的方案。在原有的LD薩0S的制作流程中，插入一道光刻和離子注入工序。參見圖3。光刻出的區(qū)域在柵極與淺溝隔離區(qū)的交接部，為保證后續(xù) 的離子注入?yún)^(qū)能夠隔斷寄生晶體管的溝道，使圖4中，A處長度在0.2um 一O. 5um，以便在后續(xù)的離子注入及擴(kuò)散后能夠在晶體管長度方面覆蓋寄 生晶體管的長度。由于，只需隔斷寄生晶體管的溝道，所以該區(qū)域在晶體 管長度方向并沒有特別要求，只需大于曝光工藝的最小尺寸要求即可。由于寄生晶體管的溝道與源漏的離子電性相同，為減弱乃至隔絕溝 道。發(fā)明人在上述特定區(qū)域應(yīng)注入與源漏反型的離子。這樣靠近STI的柵極位置即原來形成寄生晶體管的位置，注入后形成 的區(qū)域覆蓋了寄生晶體管的長度方向，切斷寄生晶體管溝道。從而使寄生 晶體管得到有效抑制。這樣，橫向的寄生晶體管的溝道就被所注入的與源漏反型的雜質(zhì)所抑 制，使得寄生晶體管對(duì)整個(gè)晶體管的影響大大降低。


圖1是柵極氧化層的剖面圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)LD麗0S晶體管俯視圖和電路模型。 圖3是現(xiàn)有的LD麗0S俯視圖。 圖4是實(shí)施例的LD麗0S俯視圖。圖5是現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的LD麗0S晶體管的Id — Vg特性曲線。 圖6是實(shí)施例生產(chǎn)的LD麗0S晶體管的Id —Vg特性曲線。 其中，ll為淺溝隔離，12為邊緣柵氧化層，13為中央柵氧化層，21、 22分別為兩邊的寄生晶體管電流Lw與I6d(!62， 24為寄生晶體管，25為主 晶體管，31為管源極，32為mos管漏極，33為mos管柵極，51處為雙峰 特性的凸起。
具體實(shí)施方式
在現(xiàn)有的溝道長度=3. 5um，溝道寬度=20, 40V的LDNM0S的制作流 程中，在現(xiàn)有的三重柵(Triple Gate)工藝后增加一次光刻。 在該次增加的光刻中所用掩膜板上制作出特定區(qū)域圖形。 參見圖4，圖中Ll為O. 2um， L為O. 5um。 W1=W2=0. 5um。 曝光，烘焙后，進(jìn)行B離子注入。B離子注入，采用20kev — 50kev，摻B濃度采用10'2—10'7cm2。 離子注入后去除光刻膠，進(jìn)行后續(xù)的LD麗OS的生產(chǎn)工藝，這些后續(xù)工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同。對(duì)使用實(shí)施例后生產(chǎn)的LD麗OS晶體管進(jìn)行檢測，其Id — Vg特性曲線如圖6所示，當(dāng)Vg二OV時(shí)，Id為1.00E—13A/um左右；而現(xiàn)有的晶體管Id-Vg曲線中，Vg^V時(shí)的Id值為1.00E—11A/um左右。見圖5。 因而，本實(shí)施例中晶體管截至狀態(tài)時(shí)的漏電流有了很大減小。 而且，由于寄生晶體管被有效遏制。次開啟現(xiàn)象減弱，雙峰現(xiàn)象得到有效遏制。參見圖5。圖中曲線，基本沒有雙峰特性所產(chǎn)生的2個(gè)凸起。 因而，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了發(fā)明人減小LDNMOS晶體管的截止電流并避免LD麗OS晶體管雙峰特性的目的。
當(dāng)然，本發(fā)明還可以有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí) 質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改 變，但這些相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種有效降低LDNMOS截止電流并避免雙峰特性的補(bǔ)償注入方法，包括光刻和離子注入工藝，其特征在于使用光刻技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)特定的區(qū)域，該區(qū)域跨越LDNMOS的柵極與淺溝隔離的交接線，在該區(qū)域中進(jìn)行與溝道電性相反的離子注入。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于權(quán)利要求1所述的特定注入 區(qū)域的注入離子采用硼離子。
3. 如權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于權(quán)利要求1 所述的進(jìn)入晶體管溝道區(qū)的特定注入?yún)^(qū)域邊緣到柵極與淺溝隔離的交界 線的橫向距離為0. 2um—0. 5um。
4. 如權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于如權(quán)利要 求1所述的特定注入?yún)^(qū)域的離子注入強(qiáng)度采用20kev —50kev，摻B濃度 采用1012—1013 /cm2。
5. 如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的方法制造的mos晶體管，其特 征在于LD畫OS的柵極與淺溝隔離區(qū)的交接處有P型的離子注入?yún)^(qū)。
6. 如權(quán)利要求5所述的mos晶體管，其特征在于權(quán)利要求1所述的特 定注入?yún)^(qū)域注入的離子采用硼離子。
7. 如權(quán)利要求5所述的mos晶體管，其特征在于注入的離子是硼離子。
8. 如權(quán)利要求5所述的mos晶體管，其特征在于權(quán)利要求1所述的進(jìn) 入晶體管溝道區(qū)的特定注入?yún)^(qū)域邊緣到柵極與淺溝隔離的交界線的橫向足巨離為0. 2um—0. 5um。
9. 如權(quán)利要求5所述的mos晶體管，其特征在于當(dāng)Vg=0V時(shí)，該mos 晶體管的Id為1.00E—13A/um左右。
全文摘要
一種有效降低LDNMOS截止電流并避免雙峰特性的補(bǔ)償注入方法，在常規(guī)的光刻和離子注入工藝之外，使用了光刻技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)特定的區(qū)域，該區(qū)域跨越LDNMOS的柵極與淺溝隔離的交接線，在該區(qū)域中進(jìn)行與溝道電性相反的離子注入，降低了LDNMOS器件的截止電流，有效避免了LDNMOS器件的雙峰特性。
文檔編號(hào)H01L21/266GK101106089SQ20061002892
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者崟 崔, 奎 梅, 超 程, 兵 郭, 金起凖 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司