專利名稱：Mos晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，尤其涉及MOS晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件向高密度和小尺寸發(fā)展，金屬_氧化物_半導(dǎo)體(MOS)晶體管是 主要的驅(qū)動(dòng)力。而驅(qū)動(dòng)電流和熱載流子注入是MOS晶體管設(shè)計(jì)中最為重要的兩個(gè)參數(shù)。傳 統(tǒng)設(shè)計(jì)通過控制柵氧化層、溝道區(qū)域、阱區(qū)域、源/漏延伸區(qū)的摻雜形狀、袋形注入(pocket implant)區(qū)以及源/漏極注入形狀和熱預(yù)算等等來獲得預(yù)料的性能。 隨著MOS器件的溝道長(zhǎng)度變短，源/漏極耗盡區(qū)之間過于接近，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不希望 的穿通(punch through)電流，產(chǎn)生了短溝道效應(yīng)。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常采用輕摻 雜漏極(lightly doped drain, LDD)結(jié)構(gòu)，形成源/漏延伸區(qū)，在源/漏延伸區(qū)植入較重的 摻雜離子例如砷離子以形成超淺結(jié)，以提高器件的閾值電壓Vt并有效控制器件的短溝道 效應(yīng)。并且，對(duì)于0. 18um以下尺寸的半導(dǎo)體器件，會(huì)在源/漏延伸區(qū)附近形成包圍源/漏 延伸區(qū)的袋形注入?yún)^(qū)(pocket/halo)。袋形注入?yún)^(qū)的存在可以減小耗盡區(qū)的耗盡程度，以產(chǎn) 生較小的穿透電流。 但是，輕摻雜漏極(lightly doped drain, LDD)結(jié)構(gòu)的摻雜離子種類與半導(dǎo)體襯 底或者形成MOSFET區(qū)域的摻雜阱的導(dǎo)電類型不同，而袋形注入?yún)^(qū)域的導(dǎo)電類型與半導(dǎo)體 襯底或者形成MOSFET區(qū)域的摻雜阱的導(dǎo)電類型相同，因此，在源/漏延伸區(qū)和袋形注入?yún)^(qū) 之間會(huì)產(chǎn)生PN結(jié)，在輕摻雜漏極結(jié)構(gòu)與袋形注入?yún)^(qū)內(nèi)的摻雜離子密度都比較高的情況下， 產(chǎn)生結(jié)漏電。 中國(guó)發(fā)明專利第200610030636. 6號(hào)公開了一種改進(jìn)MOS晶體管短溝道效應(yīng)的方 法，主要通過去除NM0S溝道的調(diào)節(jié)注入來減輕MOS晶體管短溝道效應(yīng)。
但是，隨著MOS晶體管尺寸的進(jìn)一步減小，上述方法仍然無法滿足業(yè)內(nèi)需求，因此 需要一種更好的方法來減輕M0S晶體管的短溝道效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過改進(jìn)MOS晶體管的制造方法來減輕短溝道效 應(yīng)。 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MOS晶體管的制造方法，包括步驟在半導(dǎo)體襯 底上形成柵極結(jié)構(gòu)；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中進(jìn)行源/漏延伸區(qū)注入；在柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中依次注入第一離子、第二離子和第三離子，形成袋形注入?yún)^(qū)；在柵極結(jié) 構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成源/漏極。 可選地，所述第一離子包含鍺離子和/或銦離子。
可選地，所述第二離子包含碳離子和/或氟離子。
可選地，所述第三離子包含硼離子和/或二氟化硼離子。
可選地，進(jìn)行第一離子注入的能量為3KeV至20KeV。
可選地，進(jìn)行第一 可選地，進(jìn)行第二 可選地，進(jìn)行第二 可選地，所述第三 可選地，所述第三 可選地，進(jìn)行第一 可選地，進(jìn)行第二 可選地，進(jìn)行第二 可選地，進(jìn)行第三 可選地，進(jìn)行第三 可選地，進(jìn)行第一 可選地，進(jìn)行第一 可選地，進(jìn)行第二 可選地，進(jìn)行第二 可選地，進(jìn)行第三 與現(xiàn)有技術(shù)相比: 以有效減輕短溝道效應(yīng)。
離子注入的能 離子注入的能 離子注入的能 離子為硼離子 離子為硼離子 離子注入的劑 離子注入的劑 離子注入的劑 離子注入的劑 離子注入的劑 離子注入的方 離子注入的方 離子注入的方 離子注入的方 離子注入的方 本發(fā)明采用三
〖為4KeV至8KeVc t為5KeV至6KeVc
量為14KeV至16KeV。 量為3KeV至15KeV。 量為5KeV至7KeV。 ，進(jìn)行硼離子注入的能』 ，進(jìn)行硼離子注入的能』 量為1 X 1014cm—2至1 X 1015cm— 量為1 X 1014cm—2至1 X 101 量為6X1014cm—2。 量為4X1013cm—2至6X101 量為5X1013cm—2。
向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為70度至90度。 向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為83度至87度。 向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為55度至90度。 向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為55度至65度。 向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為60度至90度。 :次離子注入來形成MOS晶體管的袋形注入?yún)^(qū)，可
cm
cm


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造MOS晶體管的流程圖； 圖2至圖6為根據(jù)上述流程制造MOS晶體管的示意圖； 圖7為采用不同離子注入后MOS晶體管的Id_Vt圖； 圖8為采用不同的鍺注入濃度下的MOS晶體管的Id_Vt圖； 圖9為采用不同的鍺注入能量下的MOS晶體管的Id_Vt圖； 圖10為現(xiàn)有技術(shù)制造的袋形注入?yún)^(qū)的電鏡照片； 圖11為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例模擬的袋形注入?yún)^(qū)的pn結(jié)分布圖； 圖12為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的MOS晶體管和根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS晶
體管的Lgate-Vt圖； 圖13為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的MOS晶體管和根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS晶 體管的Id-Ioff圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在利用B進(jìn)行注入形成MOS晶體管的袋形注入?yún)^(qū)時(shí)，B容易 在硅襯底的晶格內(nèi)擴(kuò)散。這樣的擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致袋形注入?yún)^(qū)的擴(kuò)大。當(dāng)MOS晶體管的尺寸越來 越小時(shí)，源區(qū)與漏區(qū)之間的溝道也越來越短，而袋形注入?yún)^(qū)的擴(kuò)大進(jìn)一步縮短了溝道距離， 導(dǎo)致短溝道效應(yīng)的擴(kuò)大，從而導(dǎo)致溝道漏電流的增大，因而會(huì)嚴(yán)重影響MOS晶體管的性能。
基于上述考慮，在具體實(shí)施方式
的以下內(nèi)容中，提供一種MOS晶體管的制造方法，
如圖l所示，包括步驟 S101，提供半導(dǎo)體襯底；
S102，形成柵極結(jié)構(gòu)； S103，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行源/漏延伸區(qū)注入；
S104，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行鍺離子注入
S105，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行碳離子注入
S106，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行硼離子注入
S107，形成源/漏區(qū)。 下面結(jié)合附圖對(duì)上述步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖2所示，首先執(zhí)行步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底201。這里的半導(dǎo)體襯底201可 以為硅、III-V族或者II-VI族化合物半導(dǎo)體、或者絕緣體上硅(SOI)。在半導(dǎo)體襯底中形 成隔離結(jié)構(gòu)202，所述隔離結(jié)構(gòu)202可以為淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(LOCOS) 隔離結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體襯底201中還形成有各種阱(well)結(jié)構(gòu)與襯底表面的柵極溝道層。 一般來說，形成阱(well)結(jié)構(gòu)的離子摻雜導(dǎo)電類型與柵極溝道層離子摻雜導(dǎo)電類型相同， 密度較柵極溝道層低；離子注入的深度泛圍較廣，同時(shí)需達(dá)到大于隔離結(jié)構(gòu)的深度。為了簡(jiǎn) 化，此處僅以一空白半導(dǎo)體襯底201圖示，在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
接著執(zhí)行步驟S102，如圖3所示，形成柵極結(jié)構(gòu)203。形成柵極結(jié)構(gòu)203的過程是 首先在半導(dǎo)體襯底201上依次形成柵介質(zhì)層204與柵極205。其中，柵介質(zhì)層204可以是氧化硅(Si02)或氮氧化硅(SiNO)。在65nm以下工藝
節(jié)點(diǎn)，柵極的特征尺寸很小，柵介質(zhì)層204優(yōu)選高介電常數(shù)(高K)材料。所述高K材料包
括氧化鉿、氧化鉿硅、氮氧化鉿硅、氧化鑭、氧化鋯、氧化鋯硅、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇鍶鈦、
氧化鋇鈦、氧化鍶鈦、氧化鋁等。特別優(yōu)選的是氧化鉿、氧化鋯和氧化鋁。 柵極205可以是包含半導(dǎo)體材料的多層結(jié)構(gòu)，例如硅、鍺、金屬或其組合。在本發(fā)
明的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選采用多晶硅來形成柵極205。 然后，在多晶硅柵極205外圍形成偏移隔離層(Offset Spacer) 206以便保護(hù)柵極 205的邊緣。形成偏移隔離層206的材料可以例如是氮化硅，可以采用原位氧化的方法形 成。 接著執(zhí)行步驟S103，如圖4所示，以偏移隔離層206為掩膜，在柵極結(jié)構(gòu)203兩側(cè) 的半導(dǎo)體襯底201中進(jìn)行離子注入，形成源/漏延伸區(qū)207。所述源/漏延伸區(qū)207的導(dǎo)電 類型為N型或者P型，即進(jìn)行源/漏延伸區(qū)207注入的離子可以選自磷離子、砷離子、二氟 化硼離子、硼離子或者銦離子中的任意一種。 進(jìn)行源/漏延伸區(qū)207注入的工藝為當(dāng)注入離子是砷離子時(shí)，離子注入能量為 2KeV至5KeV，離子注入劑量為5X1014/cm2至2X1015/cm2 ;當(dāng)注入離子是磷離子時(shí)，離子注 入能量為IKeV至3KeV，離子注入劑量為5 X 1014/cm2至2 X 1015/cm2 。 當(dāng)注入離子是硼離子時(shí)，離子注入能量為0. 5KeV至2KeV，離子注入劑量為 5X10，ci^至2X1015/0112 ;當(dāng)注入離子是二氟化硼離子時(shí)，離子注入能量為1KeV至4KeV， 離子注入劑量為5X 1014/cm2至2X 1015/cm2。 接著執(zhí)行步驟S104，在柵極結(jié)構(gòu)203兩側(cè)進(jìn)行鍺離子注入。步驟S104是形成袋形 注入?yún)^(qū)208(參考圖6)的第一步注入。 發(fā)明人選擇形成袋形注入?yún)^(qū)208的第一步采用鍺離子注入的原因有多個(gè)。其目的 一，是為了用鍺離子將步驟S103在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn)行源/漏延伸區(qū)207時(shí)注入的離子朝向深入半導(dǎo)體襯底201的方向以及深入柵極結(jié)構(gòu)203下方的方向推進(jìn)。這種推進(jìn)以離子推動(dòng) 離子的方式進(jìn)行，因而是緩慢和可控的，因此與現(xiàn)有技術(shù)直接用注入離子形成袋形注入?yún)^(qū) 的技術(shù)相比，可以更容易控制袋形注入?yún)^(qū)208的形態(tài)。 其目的二，是由于后續(xù)注入硼離子或二氟化硼離子時(shí)，特別是在注入硼離子時(shí)，離 子的直徑較小，容易在半導(dǎo)體襯底201的晶格內(nèi)穿越，因而難以控制注入深度，往往會(huì)造成 MOS晶體管的溝道進(jìn)一步變短而加重短溝道效應(yīng)。而鍺離子可以填充半導(dǎo)體襯底201的晶 格，以及將半導(dǎo)體襯底201的晶格進(jìn)行一定層度的破壞，因而可以形成阻止硼穿越的一道 屏障，從而控制袋形注入?yún)^(qū)208的形態(tài)和減輕短溝道效應(yīng)。 其目的三，是為了將半導(dǎo)體襯底201的晶格進(jìn)行一定層度的破壞，這樣的破壞有 利于后續(xù)工藝激活注入的離子。 進(jìn)行鍺離子注入的具體工藝參數(shù)為離子注入能量為3KeV至20KeV ;離子注入劑 量為1 X 1014/cm2至1 X 1015/cm2。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然上述工藝參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)前述目的，但是， 為了更好地控制袋形注入?yún)^(qū)208的形態(tài)，進(jìn)行鍺離子注入的能量?jī)?yōu)選為14KeV至16KeV，例 如15KeV ;注入劑量?jī)?yōu)選為lX1015/cm2。 另外，如圖5所示，為了實(shí)現(xiàn)上述目的一，用鍺離子將步驟S103在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)進(jìn) 行源/漏延伸區(qū)207時(shí)注入的離子朝向深入半導(dǎo)體襯底201的方向以及深入柵極結(jié)構(gòu)203 下方的方向推進(jìn)，鍺離子注入的方向并非垂直于半導(dǎo)體襯底201，而是與半導(dǎo)體襯底201成 一定的夾角a。也就是說，鍺離子不僅將之前注入的離子往深入半導(dǎo)體襯底201的方向推 動(dòng)，也將其往深入柵極結(jié)構(gòu)203下方的方向推動(dòng)。進(jìn)行鍺離子注入的注入夾角a可以為70 度至90度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)注入夾角a較小時(shí)，可能會(huì)損傷到柵介質(zhì)層邊緣，從而對(duì)器件的 可靠性造成損害。因此采用較大角度，例如83度至87度，優(yōu)選在85度時(shí)，注入效果最好。
從圖5可知，僅僅一次性斜角度進(jìn)行鍺離子注入，并不能同時(shí)在源區(qū)和漏區(qū)(未標(biāo) 注)都形成袋形注入?yún)^(qū)208。因此，需要將晶圓在平行于其圓形表面的方向內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，用 以在源區(qū)和漏區(qū)都均勻地形成袋形注入?yún)^(qū)208。 在上述實(shí)施例中，形成袋形注入?yún)^(qū)208的第一次離子注入所注入的離子是硼離 子，但是本發(fā)明并不限于此，利用銦離子進(jìn)行所述的第一次離子注入，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目 的。但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于銦離子的激活比硼離子更加困難，在極端的情況下，銦離子甚至 存在激活量的上限。因此在具體實(shí)施方式
中，優(yōu)選使用硼離子進(jìn)行第一次離子注入。當(dāng)然， 本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，還有其他離子也可以實(shí)現(xiàn)上述目的，因而，對(duì)硼和銦的選擇不應(yīng)成為 對(duì)權(quán)利要求范圍的限制。 接著執(zhí)行步驟S105，在柵極結(jié)構(gòu)203兩側(cè)進(jìn)行碳離子注入，這是形成袋形注入?yún)^(qū) 208的第二步注入。 發(fā)明人選擇形成袋形注入?yún)^(qū)208的第二步采用碳離子注入的原因在于，碳離子對(duì) 半導(dǎo)體襯底201的晶格具有類似吸附的作用，可以形成缺陷團(tuán)簇，提高晶體完整性。由于在 步驟S104中，鍺離子容易將半導(dǎo)體襯底201的晶格破壞較嚴(yán)重，這時(shí)注入碳離子可以將形 成半導(dǎo)體襯底201單晶的原子"拉回"原位，從而修復(fù)被鍺離子所破壞的晶格，進(jìn)而改善MOS 晶體管的性能。 進(jìn)行碳離子注入的具體工藝參數(shù)為離子注入能量為3KeV至15KeV ;離子注入劑 量為1 X 1014/cm2至1 X 1015/cm2。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然上述工藝參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)前述目的，但是，為了更好地修復(fù)被鍺離子所破壞的晶格，進(jìn)行碳離子注入的能量?jī)?yōu)選為5KeV至7KeV，例如 6KeV ;注入劑量?jī)?yōu)選為6X 1014/cm2。 由于步驟S104中，鍺離子注入采用了非垂直注入，因此，為了進(jìn)行晶格修復(fù)，碳離 子注入也應(yīng)采用與半導(dǎo)體襯底201成一定夾角a的傾斜注入。進(jìn)行碳離子注入的注入夾 角a可以為55度至90度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)注入夾角a較小時(shí)，例如55度至65度，優(yōu)選在 65度時(shí)，可以更好地包裹住袋形注入?yún)^(qū)，完全抑制瞬時(shí)增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)，從而達(dá)到最佳注入效 果。 在上述實(shí)施例中，形成袋形注入?yún)^(qū)208的第二次離子注入所注入的離子是碳離 子，但是本發(fā)明并不限于此，利用氟離子進(jìn)行所述的第二次離子注入，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目 的。 接著執(zhí)行步驟S106，在柵極結(jié)構(gòu)203兩側(cè)進(jìn)行硼離子注入，這是形成袋形注入?yún)^(qū) 208的第三步注入，最終形成如圖6所示的結(jié)構(gòu)。 在這里注入硼離子的目的即形成超淺結(jié)，以提高M(jìn)OS晶體管的Vt并有效控制MOS 晶體管的短溝道效應(yīng)。 進(jìn)行硼離子注入的具體工藝參數(shù)為離子注入能量為4KeV至8KeV ;離子注入劑 量為4X 1013/cm2至6X 1013/cm2。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然上述工藝參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)前述目的，但是， 為了更好地修復(fù)被鍺離子所破壞的晶格，進(jìn)行碳離子注入的能量?jī)?yōu)選為5KeV至6KeV，例如 5. 5KeV ;注入劑量?jī)?yōu)選為5X 1013/cm2。 在這里進(jìn)行硼離子注入也應(yīng)采用與半導(dǎo)體襯底201成一定夾角a的傾斜注入。進(jìn) 行硼離子注入的注入夾角a可以為60度至90度。 另外，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，采用氟化硼離子代替硼離子進(jìn)行形成袋形注入?yún)^(qū)208的第 三步注入，效果更好。因?yàn)榉痣x子的離子直徑較大，更容易嵌入半導(dǎo)體襯底201的晶格 結(jié)構(gòu)中而不穿越晶格結(jié)構(gòu)。 最后執(zhí)行步驟S107，形成源/漏區(qū)(圖未示)。在形成源區(qū)和漏區(qū)的過程中，還可 以有熱退火等激活注入離子的步驟。形成源區(qū)和漏區(qū)的工藝步驟已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟 知，在此不再贅述。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的效果進(jìn)行說明。 圖7為采用不同離子注入后MOS晶體管的Id_Vt圖。圖中有四條曲線701、702、703 和704。其中，曲線701代表不包括步驟S104的鍺離子注入，且步驟S105中碳離子的注入 能量為6KeV，注入劑量為4 X 1014/cm2，注入角度為70度；曲線702代表不包括步驟S104的 鍺離子注入，且步驟S105中碳離子的注入能量為6KeV，注入劑量為8 X 1014/cm2，注入角度 為70度；曲線703代表不包括步驟S104的鍺離子注入，且步驟S105中碳離子的注入能量 為6KeV，注入劑量為1 X 1015/cm2，注入角度為70度；曲線703代表包括步驟S104的鍺離子 注入，其中鍺離子的注入能量為15KeV，注入劑量為lX10"/cm、注入角度為85度，且步驟 S105中碳離子的注入能量為6KeV，注入劑量為8X 1014/cm2，注入角度為70度。從圖7可以 看出，加入了鍺離子注入的步驟S104后，MOS晶體管的Vt在不同的Id下更加平穩(wěn)，即顯示 了本發(fā)明所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)。 圖8為采用不同的鍺注入濃度下的MOS晶體管的Id_Vt圖。圖中有五條曲線801、 802、803、804和805。其中，曲線801代表沒有鍺注入的情況；曲線802代表鍺注入的能
8量為20KeV，注入劑量為5X1014/cm2 ;曲線803代表鍺注入的能量為20KeV，注入劑量為 7. 5X1014/cm2 ;曲線804代表鍺注入的能量為20KeV，注入劑量為1. 5X 1015/cm2 ;曲線805 代表鍺注入的能量為20KeV，注入劑量為lX1015/cm2。從圖8可以看出，代表鍺注入劑量較 大的曲線804所代表的MOS晶體管的Vt在不同的Id下更加平穩(wěn)。 圖9為采用不同的鍺注入能量下的MOS晶體管的Id_Vt圖。圖中有四條曲線901、 902、903和904。其中，曲線901代表沒有鍺注入的情況；曲線902代表鍺注入的能量為 5KeV，注入劑量為5X1014/cm2 ;曲線903代表鍺注入的能量為10KeV，注入劑量為5X1014/ cm2 ;曲線904代表鍺注入的能量為20KeV，注入劑量為5X 1014/cm2。從圖9可以看出，鍺的 注入能量對(duì)MOS晶體管的Vt沒有太大的影響。 圖10為現(xiàn)有技術(shù)制造的袋形注入?yún)^(qū)的電鏡照片。圖11為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例 模擬的袋形注入?yún)^(qū)的pn結(jié)分布圖。從圖11與圖IO對(duì)比可知，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造 的袋形注入?yún)^(qū)可以使得源漏延伸區(qū)與重?fù)诫s源漏區(qū)的輪廓更加分明，從而有助于提高抑制 短溝道效應(yīng)和防止穿通(punch through)的發(fā)生，進(jìn)而使得MOS晶體管的工作特性得到顯 著提高。 圖12為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的MOS晶體管和根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS晶 體管的Lgate-Vt圖。其中，121代表根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS晶體管，而122代 表根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的MOS晶體管。從圖12可以看出，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS 晶體管在不同柵極長(zhǎng)度下的Vt變化均較小，這展示了器件的短溝道效應(yīng)得到顯著提高。Vt 均較小，這展示了本發(fā)明的另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 圖13為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的MOS晶體管和根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS晶
體管的Id-Ioff圖。其中，131代表根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的MOS晶體管，而132代表
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造的MOS晶體管。從圖13可以看出，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的M0S晶
體管在不同Id下的具有較小的截止電流Ioff，這展示了本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域
技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的
保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種MOS晶體管的制造方法，其特征在于，包括步驟在半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中進(jìn)行源/漏延伸區(qū)注入；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中依次注入第一離子、第二離子和第三離子，形成袋形注入?yún)^(qū)；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成源/漏極。
2. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于所述第一離子包含鍺離 子和/或銦離子。
3. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于所述第」 子和/或氟離子。
4. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于所述第」 子和/或二氟化硼離子。
5. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第-量為3KeV至20KeV。
6. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第-量為14KeV至16KeV。
7. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第 量為3KeV至15KeV。
8. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第 量為5KeV至7KeV。
9. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于所述第三離子為硼離子， 進(jìn)行硼離子注入的能量為4KeV至8KeV。
10. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于所述第三離子為硼離 子，進(jìn)行硼離子注入的能量為5KeV至6KeV。
11. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第一離子注入的劑 量為1 X 1014cm—2至1 X 1015cm—2。
12. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第 量為1 X 1014cm—2至1 X 1015cm—2。
13. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第 量為6X1014cm—2。
14. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第二 量為4X 1013cm—2至6X 1013cm—2。
15. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第二 量為5X1013cm—2。
16. 如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第-向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為70度至90度。
17. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第-向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為83度至87度。
18. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第 :離子注入的劑 :離子注入的劑 :離子注入的劑 :離子注入的劑 -離子注入的方 -離子注入的方 :離子注入的方向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為55度至90度。
19. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第二離子注入的方 向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為55度至65度。
20. 如權(quán)利要求1所述的M0S晶體管的制造方法，其特征在于進(jìn)行第三離子注入的方 向與所述半導(dǎo)體襯底的夾角為60度至90度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種MOS晶體管的制造方法，包括步驟在半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中進(jìn)行源/漏延伸區(qū)注入；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中依次注入第一離子、第二離子和第三離子，形成袋形注入?yún)^(qū)；在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成源/漏極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用三次離子注入來形成MOS晶體管的袋形注入?yún)^(qū)，可以有效減輕短溝道效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101752253SQ20081020418
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者趙猛 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司