專利名稱：減少nmos器件反窄溝道效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的工藝方法。
背景技術(shù)：
反窄溝道效應(yīng)(RNCE Reverse Narrow Channel Effect)是淺溝槽隔離(STI Shallow Trench Isolation)工藝中器件所遇到的普遍現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在器件的閾值電壓隨器件溝道寬度(簡稱W)的減小而減小。隨著器件尺寸的縮小，RNCE已經(jīng)成為制約器件性能的重要效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法，它可以提高窄溝道NMOS器件的閾值電壓，改善小尺寸NMOS器件的性能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法所采用的技術(shù)方案是，在STI的硅刻蝕以后，立刻進行大角度的硼離子注入，注入劑量1e13cm-2，能量40KeV，角度60度。
所述硼離子注入分四次進行，硅片的起始偏角為45度，每次注入硅片旋轉(zhuǎn)90度。
由于采用本發(fā)明的方法，在STI的硅刻蝕以后，對NMOS器件進行一次大角度的硼離子注入，這樣在寬溝道中增加的硼濃度不多，但在窄溝道中就有很大的硼濃度提高。因此寬溝道NMOS器件的閾值電壓基本不變，而窄溝道NMOS器件的閾值電壓則有很大提高，補償了由RNCE帶來的閾值電壓的下降。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是采用本發(fā)明的方法在STI刻蝕后進行高角度硼注入，不同溝道寬度的溝道中央硼原子的縱向分布示意圖；圖2～圖6是本發(fā)明減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法通過增加STI刻蝕后的高角度硼注入，可以有效增加窄溝道NMOS器件的溝道摻雜濃度。特別是提高了窄溝道NMOS的閾值電壓，減小了反窄溝道效應(yīng)，使NMOS器件的閾值電壓隨溝道寬度的分布更加均勻，改善NMOS器件的特性。
本發(fā)明的方法是在STI的硅刻蝕后，對NMOS區(qū)域進行高角度硼的注入，注入劑量是1e13cm-2，能量是40KeV，角度是60度。離子注入分四次進行，硅片的起始偏角為45度，每次注入硅片旋轉(zhuǎn)90度。在硼離子注入以后，工藝恢復(fù)到常規(guī)流程。具體實施步驟如下(參見圖2～圖6所示)1、在硅襯底上淀積氧化硅和氮化硅(參見圖2、3)。
2、進行氮化硅、氧化硅和硅的刻蝕形成STI(參見圖4)。
3、進行高角度硼的離子注入，這是本發(fā)明的關(guān)鍵工藝(參見圖5)。
4、依次進行STI氧化硅的填入、化學機械拋光、氮化硅和氧化硅的去除、溝道離子注入、柵氧化層生長以及多晶硅柵的淀積與刻蝕(參見圖6)。
對于有源區(qū)寬的器件溝道，在STI的硅刻蝕以后注入的硼雜質(zhì)不能全部覆蓋，因此對器件的閾值電壓沒有明顯的增加。然而對于窄溝器件，該注入就顯著地增加了溝道的平均硼雜質(zhì)濃度，從而增加了NMOS器件的閾值電壓。這樣就彌補了NMOS窄溝器件由于反窄溝道效應(yīng)引起的閾值電壓下降，實際上就是減小了NMOS器件的反窄溝道效應(yīng)。
表1為TCAD(技術(shù)計算機輔助設(shè)計)模擬的不同溝道寬度NMOS在有無高角度硼注入時的閾值電壓

表1從表1可以看出，通過高角度硼注入，寬溝道的閾值電壓幾乎沒有變化，但隨著寬度的減少，閾值電壓有大幅度的增加。這表明本發(fā)明采用的硼離子注入可以有效改善反窄溝道效應(yīng)。
圖1是采用本發(fā)明的方法在STI刻蝕后進行高角度硼注入，不同溝道寬度的溝道中央硼原子的縱向分布示意圖；隨著溝道寬度的減小，溝道表面的硼濃度逐漸增加。
權(quán)利要求
1.一種減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法，其特征在于在STI的硅刻蝕以后，立刻進行大角度的硼離子注入，注入劑量1e13cm-2，能量40KeV，角度60度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法，其特征在于所述硼離子注入分四次進行，硅片的起始偏角為45度，每次注入硅片旋轉(zhuǎn)90度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少NMOS器件反窄溝道效應(yīng)的方法。在STI的硅刻蝕以后，立刻進行大角度的硼離子注入，注入劑量1e13cm
文檔編號H01L21/265GK1979780SQ200510111170
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司