專利名稱：源漏輕摻雜方法、半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種源漏輕摻雜方法、半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)運(yùn)算放大器，是各種電路的基礎(chǔ)單元之一。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于信息數(shù)據(jù)的處理速度要求越來(lái)越高，對(duì)其中采用的CMOS運(yùn)算放大器的頻率響應(yīng)特性要求也越來(lái)越高。然而，CMOS器件的寄生電容隨著工作頻率的升高起到越來(lái)越大的負(fù)面作用，如何減小這些寄生電容對(duì)CMOS運(yùn)算放大器的影響，已經(jīng)成為提高CMOS運(yùn)算放大器頻率響應(yīng)特性的關(guān)鍵。密勒電容是一個(gè)等效電容，其描述的是跨接在運(yùn)算放大器的輸出端與輸入端之間的反饋電容(C。)對(duì)運(yùn)算放大器頻率特性的影響。如圖IA所示的一個(gè)運(yùn)算放大器電路，一個(gè)戴維南電源(Va) 11通過(guò)一個(gè)戴維南電阻(Ra) 12驅(qū)動(dòng)這個(gè)電路，在輸出端(Vwt) 17設(shè)有第一電阻(R1) 15和第一電容(C1) 16組成的相移電路作為負(fù)載,輸入端(Vin) 18和輸出端17通過(guò)一個(gè)反饋電容(Cc) 13相連，放大器14的電壓增益值為K,即Vtjut = Av*Vin。密勒電容對(duì)于電路的頻率特性的影響稱為密勒效應(yīng)。請(qǐng)參照?qǐng)D1B，其為圖IA的等效電路圖，密勒效應(yīng)是通過(guò)放大輸入電容來(lái)起作用的，即密勒電容(Cm) 13’可以使得器件或者電路的等效輸入電容增大(1+AV)倍，其中Cm =Cc*(l+Av)0因此很小的反饋電容(C。) 13即可造成器件或者電路的頻率特性大大降低。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其為現(xiàn)有技術(shù)中共源極運(yùn)算放大器的電路的示意圖，所述共源極運(yùn)算放大器的電路通常包括一個(gè)NMOS (N型金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管22和一個(gè)輸出電阻(Rout) 25，輸出端24為NMOS晶體管22的漏端，輸入端21為NMOS的柵端。在輸出端和輸入端之間，由于存在柵漏的寄生交疊電容(Cgd) 23，構(gòu)成一個(gè)反饋電容，由于密勒效應(yīng)，寄生交疊電容23會(huì)嚴(yán)重降低共源極運(yùn)算放大器的頻率響應(yīng)特性。如何在保持器件性能不變的前提下，減小寄生的交置電容，成為提聞共源極運(yùn)算放大器頻率響應(yīng)特性的關(guān)鍵。通常工藝中，請(qǐng)參照?qǐng)D3，源漏輕摻雜的離子注入方向垂直于襯底31的表面，在進(jìn)行完離子注入和退火工藝后，形成源極輕摻雜區(qū)32和漏極輕摻雜區(qū)33 ;源極輕摻雜區(qū)32和漏極輕摻雜區(qū)33與柵極結(jié)構(gòu)34的交疊面積相同，即成對(duì)稱結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)的工藝步驟簡(jiǎn)單但是對(duì)減小寄生電容并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的效果。而電路中的寄生電容隨著工作頻率的升高起到越來(lái)越大的負(fù)面作用，如何減小這些寄生電容對(duì)運(yùn)算放大器的影響，已經(jīng)成為提高運(yùn)算放大器頻率響應(yīng)特性的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種源漏輕摻雜工藝，能夠降低漏端的寄生電容，從而提高共源極運(yùn)算放大器的頻率響應(yīng)特性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種源漏輕摻雜方法，所述源漏輕摻雜方法的離子注入方向向源極方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角，以使形成的源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述源極輕摻雜區(qū)比漏極輕摻雜區(qū)更靠近溝道。較佳的，在所述的源漏輕摻雜方法中，所述夾角為5度至45度。較佳的，采用砷離子進(jìn)行離子注入，注入能量為5Kev lOKev，注入劑量為1*1014 I. 5*1015/cm2。較佳的，采用磷離子進(jìn)行離子注入，注入能量為I. 5Kev 5Kev，注入劑量為1*1014 2*1015/cm2。較佳的，采用硼離子進(jìn)行離子注入，注入能量為0. 5Kev 4Kev，注入劑量為1*1014 I. 5*1015/cm2。較佳的，采用銦離子進(jìn)行離子注入，注入能量為5Kev 20Kev，注入劑量為5*1013 l*1015/cm2。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件制造方法，在襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述襯底包括源極區(qū)域和漏極區(qū)域；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)進(jìn)行源漏輕摻雜，形成源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)，所述源漏輕摻雜的離子注入方向向源極輕摻雜區(qū)方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角；在所述襯底上形成側(cè)墻沉積層；對(duì)所述側(cè)墻沉積層進(jìn)行刻蝕，以在柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成柵極側(cè)墻；進(jìn)行源漏重?fù)诫s以及退火工藝。較佳的，所述半導(dǎo)體器件制造方法中，所述夾角為5度至45度。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，包括襯底，所述襯底包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域以及形成于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，還包括形成于所述襯底中的源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)，其特征在于，所述源極輕摻雜區(qū)比漏極輕摻雜區(qū)更接近溝道。本發(fā)明的源漏輕摻雜方法離子注入方向向源極方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角，由于離子注入方向不再垂直于襯底表面，所以源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，漏極輕摻雜區(qū)與柵極結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域之間的交疊面積減小，即，所述源極輕摻雜區(qū)比漏極輕摻雜區(qū)更靠近溝道，從而減小了漏極與柵極之間的寄生交疊電容，進(jìn)而減小了共源極放大器的密勒電容，提高了共源極放大器的頻率響應(yīng)特性。


圖IA 圖IB為密勒電容對(duì)運(yùn)算放大器頻率特性的影響示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中共源極運(yùn)算放大器的密勒電容示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中源漏輕摻雜離子注入后器件剖面圖；圖4A 圖4D為本發(fā)明中一具體實(shí)施例中源漏輕摻雜方法中的器件剖面圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例提供的源漏輕摻雜方法，源漏輕摻雜方法的離子注入方向向源極方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角。本發(fā)明以CMOS器件工藝中的NMOS晶體管的制備為 例。請(qǐng)參照?qǐng)D4A，首先在襯底41上形成柵極結(jié)構(gòu)44，其中襯底包括源極區(qū)域和漏極區(qū)域；請(qǐng)參照?qǐng)D4B，以柵極結(jié)構(gòu)44為掩膜，在柵極結(jié)構(gòu)44兩側(cè)的襯底41內(nèi)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域進(jìn)行輕摻雜，形成源極輕摻雜區(qū)42和漏極輕摻雜區(qū)43，其中源漏輕摻雜的離子注入方向向源極方向傾斜并與垂直于襯底44方向成一夾角a，離子注入的夾角a的范圍為5度 45度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)具體生產(chǎn)需要來(lái)調(diào)節(jié)合適的角度大小，此處并不限定;在進(jìn)行源漏輕摻雜時(shí)，注入離子的種類需根據(jù)晶體管的類型進(jìn)行選擇。若制備NMOS晶體管則選擇N型離子進(jìn)行注入，如磷離子，砷離子等；若制備PMOS晶體管則選用P型離子進(jìn)行注入，如硼離子、銦離子。本發(fā)明中的實(shí)施例以制備NMOS晶體管為例，因此采用砷離子進(jìn)行注入，注入方向?yàn)榕c垂直于襯底方向成10度的夾角，砷離子的注入能量為5Kev lOKev，注入劑量為1*1014 I. 5*1015/cm2。因?yàn)橹苽銶OS器件的類型不同，注入離子的種類不同，因此離子的注入條件也各不相同，例如磷離子的注入能量為1.5Kev 5Kev，注入劑量為1*1014 2*1015/cm2 ;硼離子的注入能量為0. 5Kev 4Kev,注入劑量為1*1014
I.5*1015/cm2 ;銦離子的注入能量為5Kev 20Kev，注入劑量為5*1013 l*1015/cm2。由于源漏輕摻雜離子注入方向向源極方向傾斜，源極輕摻雜區(qū)42和漏極輕摻雜區(qū)43為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，漏極輕摻雜區(qū)43與柵極結(jié)構(gòu)44之間的交疊面積比源極輕摻雜區(qū)42與柵極結(jié)構(gòu)44之間的交疊面積小。請(qǐng)參照?qǐng)D4C，在所述襯底上形成側(cè)墻沉積層，并對(duì)所述側(cè)墻沉積層進(jìn)行刻蝕，在柵極結(jié)構(gòu)44的側(cè)壁形成柵極側(cè)墻45 ；請(qǐng)參照?qǐng)D4D，最后進(jìn)行源漏重?fù)诫s以及退火工藝；以柵極結(jié)構(gòu)44和柵極側(cè)墻45為掩膜，進(jìn)行源漏重?fù)诫s，形成源極重?fù)诫s區(qū)421和漏極重?fù)诫s區(qū)431。綜上所述，由于源漏輕摻雜時(shí)離子注入方向不再垂直于襯底，又因?yàn)殡x子注入方向向源極傾斜，所以漏極的輕摻雜離子與溝道間的距離被拉遠(yuǎn)，而源極的輕摻雜離子與溝道的距離被拉近。在漏極，由于輕摻雜離子與溝道間的距離被拉遠(yuǎn)，使得漏極輕摻雜區(qū)與柵極結(jié)構(gòu)之間的交疊區(qū)域面積減小，從而減小了 NMOS晶體管中漏極和柵極下方的區(qū)域之間的寄生交疊電容，減小了共源極放大器的密勒電容，從而提高了共源極放大器的頻率響應(yīng)特性。此外，由于采取傾斜角源漏輕摻雜離子注入，漏極的輕摻雜離子與溝道的距離被拉遠(yuǎn)的同時(shí)，源極的輕摻雜離子與溝道的距離被拉近，因此器件的有效溝道長(zhǎng)度(Effective Channel Length)基本保持不變,器件的其他性能得以保持。同時(shí)，本發(fā)明不增加現(xiàn)有的金屬-氧化物-半導(dǎo)體器件制造的任何工藝步驟，工藝簡(jiǎn)單易行，不增加生產(chǎn)成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范例所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種源漏輕摻雜方法，其特征在于，所述源漏輕摻雜方法的離子注入方向向源極方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角，以使形成的源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述源極輕摻雜區(qū)比漏極輕摻雜區(qū)更靠近溝道。
2.如權(quán)利要求I所述的源漏輕摻雜方法，其特征在于，所述夾角為5度至45度。
3.如權(quán)利要求I所述的源漏輕摻雜方法，其特征在于，采用砷離子進(jìn)行離子注入，注入能量為5Kev lOKev，注入劑量為1*1014 I. 5*1015/cm2。
4.如權(quán)利要求I所述的源漏輕摻雜方法，其特征在于，采用磷離子進(jìn)行離子注入，注入能量為I. 5Kev 5Kev，注入劑量為1*1014 2*1015/cm2。
5.如權(quán)利要求I所述的源漏輕摻雜方法，其特征在于，采用硼離子進(jìn)行離子注入，注入能量為0. 5Kev 4Kev，注入劑量為1*1014 I. 5*1015/cm2。
6.如權(quán)利要求I所述的源漏輕摻雜方法，其特征在于，采用銦離子進(jìn)行離子注入，注入能量為5Kev 20Kev，注入劑量為5*1013 l*1015/cm2。
7.一種半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，包括 在襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述襯底包括源極區(qū)域和漏極區(qū)域； 以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)進(jìn)行源漏輕摻雜，形成源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)，所述源漏輕摻雜的離子注入方向向源極重?fù)诫s區(qū)方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角； 在所述襯底上形成側(cè)墻沉積層，對(duì)所述側(cè)墻沉積層進(jìn)行刻蝕，以在柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成柵極側(cè)墻； 進(jìn)行源漏重?fù)诫s以及退火工藝。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述夾角為5度至45度。
9.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括襯底，所述襯底包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域以及形成于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，還包括形成于所述襯底中的源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)，其特征在于，所述源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述源極輕摻雜區(qū)比漏極輕摻雜區(qū)更靠近溝道。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種源漏輕摻雜方法，其中離子注入方向向源極方向傾斜并與垂直于襯底方向成一夾角。由于離子注入方向不再垂直于襯底表面，所以源極輕摻雜區(qū)和漏極輕摻雜區(qū)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，漏極輕摻雜區(qū)與柵極結(jié)構(gòu)下方的襯底之間的交疊面積減小，從而減小了漏極與柵極之間的寄生交疊電容，進(jìn)而減小了共源極放大器的密勒電容，有效的提高了共源極放大器的頻率響應(yīng)特性。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102623314SQ201210097698
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者俞柳江 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司