Pmos工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是指一種PMOS工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]短溝道CMOS器件設(shè)計(jì)中，為了控制短溝道效應(yīng)，通常盡可能降低輕摻雜源漏(LDD)和源漏(SD)的雜質(zhì)摻雜濃度和離子注入能量，但會(huì)造成很多的負(fù)面效應(yīng):1、會(huì)降低器件的驅(qū)動(dòng)電流;2、降低器件源漏結(jié)的擊穿電壓;3、增加LDD結(jié)和SD結(jié)的寄生結(jié)電容。這些負(fù)面效應(yīng)降低了器件的性能。
[0003]另外，CMOS器件都存在較嚴(yán)重的熱載流子效應(yīng)。對(duì)PMOS來(lái)說(shuō)，為了增加源漏結(jié)擊穿電壓和降低源漏結(jié)電容，通常在源漏制作中采用較高能量的硼離子注入，形成緩變?cè)绰┙Y(jié)。但較高能量的硼注入會(huì)同時(shí)帶來(lái)較大的橫向擴(kuò)散，對(duì)LDD區(qū)域進(jìn)行額外摻雜，這會(huì)增加器件的熱載流子效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種PMOS工藝方法，降低器件的熱載流子效應(yīng)，提尚器件的可靠性。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所述的PMOS工藝方法，是在PMOS晶體管的源、漏注入之后，進(jìn)行一次大原子雜質(zhì)的離子注入，所述大原子雜質(zhì)是指原子量2硅的雜質(zhì);大原子雜質(zhì)注入之后，立即進(jìn)行一次快速熱退火。
[0006]所述大原子雜質(zhì)注入，在源、漏下方形成大量由間隙原子構(gòu)成的晶格缺陷。
[0007]所述的大原子雜質(zhì)，為硅、鍺一類的元素，注入劑量>lE14/cm2，注入能量以雜質(zhì)分布的峰值位置位于源漏結(jié)下方200埃以上。
[0008]所述大原子離子注入之后，立即進(jìn)行快速熱退火，促使間隙原子增強(qiáng)硼擴(kuò)散。
[0009]本發(fā)明所述的PMOS工藝方法，通過(guò)增加大原子雜質(zhì)的注入，在源漏結(jié)的下方形成間隙離子束，增加結(jié)的擊穿電壓，降低結(jié)電容。同時(shí)降低器件的熱載流子效應(yīng)，提高器件可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[00?0]圖1是大原子雜質(zhì)離子注入示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝硼擴(kuò)散分布示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝硼擴(kuò)散深度與濃度曲線示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝橫向電場(chǎng)分布對(duì)比示意圖。
[0014]圖5是場(chǎng)強(qiáng)與深度分布曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明所述的PMOS工藝方法，是在PMOS晶體管的源、漏注入之后，進(jìn)行一次大原子雜質(zhì)的離子注入，在源、漏下方形成大量由間隙原子構(gòu)成的晶格缺陷。
[0016]所述的大原子雜質(zhì)，為硅、鍺一類的原子量2硅的元素，注入劑量>lE14/cm2，注入能量以雜質(zhì)分布的峰值位置位于源漏結(jié)下方200埃以上。
[0017]所述大原子離子注入之后，立即進(jìn)行快速熱退火，促使間隙原子增強(qiáng)硼擴(kuò)散。間隙原子指某個(gè)晶格間隙中擠進(jìn)了原子。又稱填隙子，是原子脫離其平衡位置進(jìn)入原子間隙而形成的。晶格原子之間的間隙是很小的，一個(gè)原子硬擠進(jìn)去必然使周圍原子偏離平衡位置，造成晶格畸變，因此也是一種點(diǎn)缺陷。
[0018]本發(fā)明利用間隙原子束([311]或[113]缺陷)增強(qiáng)硼擴(kuò)散的原理，在PMOS源漏硼注入后，進(jìn)行大原子雜質(zhì)的離子注入，在源漏結(jié)的下方形成大量的間隙原子束，并在后續(xù)的源漏快速熱退火中加大硼的縱向擴(kuò)散，形成緩變PMOS源漏結(jié)，有效增加結(jié)的擊穿電壓和降低結(jié)電容。由于PLDD部分并未接受大原子雜質(zhì)的離子注入，該區(qū)域間隙原子束濃度有限，不會(huì)形成硼的增強(qiáng)擴(kuò)散，有利于降低器件的熱載流子效應(yīng)，提高器件的可靠性。
[0019]由間隙原子構(gòu)成的晶格缺陷與硼原子結(jié)合形成間隙原子束，并在后續(xù)的源漏快速退火過(guò)程中增強(qiáng)硼的縱向擴(kuò)散，有利于形成更加緩變的P型源漏結(jié)，提高結(jié)的擊穿電壓，降低結(jié)的寄生電容。由圖2及圖3所示的曲線可看出本發(fā)明硼的分布更加緩變了，但未進(jìn)一步減小器件的有效溝道長(zhǎng)度。
[0020]間隙原子束，并在后續(xù)的源漏快速退火過(guò)程中增強(qiáng)硼的縱向擴(kuò)散，如圖4所示，有利于形成更加緩變的P型源漏結(jié)，使得P型源漏結(jié)表面濃度有一定降低，同時(shí)沒(méi)有增加PLDD區(qū)域的摻雜濃度，對(duì)PMOS器件的熱載流子效應(yīng)的控制有一定效果。圖5為傳統(tǒng)器件和本發(fā)明器件溝道表面的橫向電場(chǎng)強(qiáng)度分布，從圖中可以看出本發(fā)明的峰值橫向電場(chǎng)明顯降低。
[0021]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種PMOS工藝方法，其特征在于:在PMOS晶體管的源、漏注入之后，進(jìn)行一次大原子雜質(zhì)的離子注入，所述大原子雜質(zhì)是指原子量2硅的雜質(zhì);在大原子雜質(zhì)注入之后，立即進(jìn)行快速熱退火。2.如權(quán)利要求1所述的PMOS工藝方法，其特征在于:所述大原子雜質(zhì)注入，在源、漏下方形成大量由間隙原子構(gòu)成的晶格缺陷。3.如權(quán)利要求1所述的PMOS工藝方法，其特征在于:所述的大原子雜質(zhì)，為硅、鍺一類的元素，注入劑量>lE14/cm2，注入能量以雜質(zhì)分布的峰值位置位于源漏結(jié)下方200埃以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種PMOS工藝方法，是在PMOS晶體管的源、漏注入之后，進(jìn)行一次大原子雜質(zhì)的離子注入，在源、漏下方形成大量由間隙原子構(gòu)成的晶格缺陷。所述的大原子雜質(zhì)，為硅、鍺一類的元素，注入劑量>1E14/cm2，注入能量以雜質(zhì)分布的峰值位置位于源漏結(jié)下方200埃以上。大原子離子注入之后，立即進(jìn)行快速熱退火，促使間隙原子增強(qiáng)硼擴(kuò)散。本發(fā)明利用間隙原子束增強(qiáng)硼擴(kuò)散的原理，在源漏結(jié)下方形成大量的間隙原子束，并快速熱退火加大硼的縱向擴(kuò)散，形成緩變的PMOS源漏結(jié)，增強(qiáng)擊穿電壓和降低結(jié)電容，降低器件的熱載流子效應(yīng)，提高器件可靠性。
【IPC分類】H01L29/08, H01L21/265, H01L21/336
【公開(kāi)號(hào)】CN105575818
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511026570
【發(fā)明人】錢文生
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日