一种改善器件HCI效应的方法技术

本发明专利技术提供一种改善器件HCI效应的方法，包括提供衬底，并在衬底上形成栅极；在栅极的两侧形成第一侧墙；以栅极和第一侧墙为掩膜，在衬底中进行源漏离子注入并退火；利用湿法刻蚀工艺去除第一侧墙；以栅极为掩膜，在衬底中进行第一次LDD离子注入；在栅极的两侧形成厚度小于第一侧墙的第二侧墙；以栅极和第二侧墙为掩膜，在衬底中进行第二次LDD离子注入并退火。本发明专利技术将源漏离子注入并退火放到LDD离子注入并退火之前，消除了源漏区域退火工艺对LDD区域的影响，并减少了LDD区域退火热预算，而且利用侧墙先后进行两次LDD离子注入，降低了LDD离子浓度梯度，改善了HCI效应，并且本发明专利技术形成的侧墙宽度低于传统的侧墙宽度，增大了后续光刻工艺的窗口。后续光刻工艺的窗口。后续光刻工艺的窗口。

【技术实现步骤摘要】
atom/cm3，注入P型离子；或者，以能量为2
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50KeV，剂量为1E15
‑
1E16atom/cm3，注入N型离子。
[0017]优选地，所述P型离子为B、BF2或In，所述N型离子为P或As。
[0018]优选地，步骤三中所述退火的工艺条件为：退火温度为900℃
‑
1100℃，退火时间为不超过10s，退火气氛为N2。
[0019]优选地，步骤五和步骤七中所述LDD离子注入的注入能量为2
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120KeV，注入剂量为1E13
‑
5E15Atom/cm3，注入角度为0
‑
45
°
。
[0020]优选地，步骤五中所述第一次LDD离子注入之前还包括：以所述栅极为掩膜，在所述衬底中进行晕环注入的步骤。
[0021]优选地，步骤七中所述退火的工艺条件为：退火温度为850℃
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1100℃，退火时间为不超过10s，退火气氛为N2。
[0022]本专利技术在栅极制备完成以后，先形成第一侧墙(Spacer)并先进行S/D离子注入并退火，接着去除第一侧墙，然后进行第一次LDD离子注入，注入完成后进行第二侧墙工艺，该第二侧墙遮盖部分LDD区域，之后进行第二次LDD注入，全部LDD离子注入完成后进行LDD快速热退火激活，改变了现有工艺中先进行LDD离子注入，然后再进行S/D离子注入的工艺先后顺序，将S/D退火放到LDD退火之前，减少了LDD退火热预算，进而降低LDD离子浓度梯度，有利于降低靠近沟道附近电场、降低HCI效应，进而降低I_Sub；同时消除S/D区域热退火对LDD区域的影响，降低了LDD区域的热预算，并且第二侧墙宽度低于传统侧墙的宽度，有利于增加后续光刻工艺的窗口。
附图说明
[0023]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0024]图1显示为本专利技术实施例的改善器件HCI效应的方法的流程图；
[0025]图2
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图8显示为本专利技术实施例的改善器件HCI效应的方法各步骤中的器件结构示意图；
[0026]图9显示为本专利技术实施例的改善器件HCI效应的方法形成的器件的WAT参数表。
具体实施方式
[0027]以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0028]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0029]除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义
是两个或两个以上。
[0031]本专利技术对现有工艺(栅极刻蚀结束后进行LDD离子注入(IMP)，然后通过侧墙(Spacer)工艺将LDD区域进行遮挡，之后再进行源漏区域(S/D)的离子注入的)的工艺顺序进行改变，先形成第一侧墙，利用第一侧墙的阻挡作用形成邻接所述第一侧墙的源漏离子注入区并进行退火工艺形成源漏区；接着去除第一侧墙，LDD离子注入形成第一LDD离子注入区；之后形成厚度较第一侧墙薄的第二侧墙，第二侧墙遮盖部分第一LDD离子注入区，利用第二侧墙的阻挡作用形成邻接所述第二侧墙的第二LDD离子注入区，最后进行LDD快速热退火激活形成第一LDD区和第二LDD区。由此，解决了由于S/D退火温度大于LDD退火温度，导致S/D区域在进行离子源激活退火的同时，LDD区域也会受到S/D退火的热预算影响的问题。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0032]图1显示为本专利技术实施例的改善器件HCI效应的方法的流程图；图2
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图8显示为本专利技术实施例的改善器件HCI效应的方法各步骤中的器件结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例的改善器件HCI效应的方法包括如下步骤：
[0033]步骤一、如图2所示，提供衬底，并在衬底11上形成栅极14。
[0034]衬底11的材质可以为Si、SiC、SiGe、GeAs、InAs、InP或者其它III
‑
V或II
‑
VI族化合物半导体。在本专利技术实施例中，衬底11的材质为硅。进一步地，衬底11可以为轻掺杂半导体衬底，其掺杂离子可以为N型或者P型，具体可根据所要形成的器件类型决定。衬底11内形成有隔离结构12，具体的隔离结构12可以为浅沟槽隔离结构。浅沟槽隔离结构12用于隔离不同的晶体管，防止不同晶体管之间电学连接，浅沟槽隔离结构12的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅其中的一种或几种。有源区位于浅沟槽隔离结构之间(图中未示出)。衬底11上还形成有栅氧化层13以及位于栅氧化层13上的栅极14，采用化学气相沉积工艺及刻蚀工艺形成，具体的工艺步骤这里不再详述。栅氧化层13的材质可以为二氧化硅，栅极14的材质可以为多晶硅。
[0035]步骤二、如图3所示，在栅极14的两侧形成第一侧墙15。
[0036]本专利技术实施例中，采用化学气相沉积工艺或炉管工艺在栅极14的两侧形成第一侧墙15。第一侧墙15的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种，可以为单层或多层(大于等于两层)堆叠结构。第一侧墙15的厚度取决于器件需求，可以根据源漏(S/D)区(或者说源漏离子注入区)和栅极14之间的期望距离确定。
[0037]步骤三、如图4所示，以栅极14和第一侧墙15为掩膜，在衬底11中进行源漏离子注入并退火。
[0038]本专利技术实施例中，通过轻掺杂离子注入工艺形成源漏离子注入区，其掺杂离子可以为N型或者P型，具体可根据所要形成的器件类型决定。具体地，若为PMOS器件，先以能量为10
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50KeV，剂量为1E13
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5E15 atom/cm3，注入Ge、Si或In进行预非晶化处理，再以能量为2
‑
50KeV，剂量为1E15
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1E16 atom/cm3，注入P型离子B、BF2或In；若为NMOS器件，以能量为2
‑
50KeV，剂量为1E15
‑
1E16 atom/cm3，注入N型离子P或As。
[0039]在形成源漏离子注入区后，对源漏离子注入区执行退火工艺，以形成源漏区16。通过退火工艺实现对于源漏离子注入区的离子激活。具体地，源漏离子注入区的退火工艺在N2氛围中进行，退火温度为900
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善器件HCI效应的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、提供衬底，并在所述衬底上形成栅极；步骤二、在所述栅极的两侧形成第一侧墙；步骤三、以所述栅极和所述第一侧墙为掩膜，在所述衬底中进行源漏离子注入并退火；步骤四、利用湿法刻蚀工艺去除所述第一侧墙；步骤五、以所述栅极为掩膜，在所述衬底中进行第一次LDD离子注入；步骤六、在所述栅极的两侧形成厚度小于所述第一侧墙的第二侧墙；步骤七、以所述栅极和所述第二侧墙为掩膜，在所述衬底中进行第二次LDD离子注入并退火。2.根据权利要求1所述的改善器件HCI效应的方法，其特征在于，步骤一中所述衬底为硅衬底。3.根据权利要求1所述的改善器件HCI效应的方法，其特征在于，步骤二中所述第一侧墙和步骤六中所述第二侧墙的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。4.根据权利要求1所述的改善器件HCI效应的方法，其特征在于，步骤二中所述第一侧墙和步骤六中所述第二侧墙采用化学气相沉积工艺或炉管工艺形成。5.根据权利要求1所述的改善器件HCI效应的方法，其特征在于，步骤三中所述源漏离子注入包括：先以能量为10
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50KeV，剂量为1E13
‑
5E15 atom/cm3，注入Ge、Si或In进行预非晶化处理；再以能量为2
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50KeV，剂量为1E15
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【专利技术属性】
技术研发人员：邢万里，何建禹，张广冰，赵正元，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：