專利名稱：一種mos管的制作方法及mos管器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MOS管的制作方法及MOS管器件。
背景技術(shù)：
金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MetalOxide Semiconductor Transistor),簡稱 MOS管，是組成各類半導(dǎo)體器件及集成電路的基礎(chǔ)工作器件?，F(xiàn)有技術(shù)中，如圖I所示，MOS管包括襯底、柵極G、漏極S和源極D，漏極S與柵極G之間以及源極S與柵極G的之間的位置處設(shè)置有輕摻雜漏極注入LDD (Light Doped Drain)區(qū)，柵極G之下設(shè)置有柵極氧化層。當(dāng)MOS管的柵極G和漏極D之間具有一定電壓時，柵極 G下的襯底就會積聚一定用于導(dǎo)電的載流子，使源極S和漏極D形成導(dǎo)電通路。此時從源極S到漏極D的電流稱為導(dǎo)通電流；而當(dāng)MOS管的柵極G電壓為0，漏極D加上一定的電壓時，由于柵極G上沒有電壓，柵極G下的襯底不能積聚載流子，源極S和漏極D不能形成導(dǎo)電通路。此時由于漏極D電壓的存在，源極S和漏極D之間存在一定的結(jié)漏電，此漏電稱為MOS管在關(guān)斷狀態(tài)時的漏電流。對于工作電壓為I. 5V的低壓MOS管來講，為滿足該類MOS管所在工作電路的要求，既需要該類MOS管在較低的電壓下，其導(dǎo)通電流要足夠大，同時還需要該類器件在關(guān)斷狀態(tài)下，其源極到漏極的漏電流值需要控制在一定程度內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常在調(diào)節(jié)形成MOS管的襯底濃度時，采用改變注入離子的劑量等常規(guī)的工藝辦法將開啟電壓調(diào)低，以獲得較大的導(dǎo)通電流。但這種方法將導(dǎo)致MOS管漏電流的增加，而單個器件漏電流的增加會導(dǎo)致整個MOS管電路的靜態(tài)電流的增加，影響整個電路的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例的主要目的在于，提供一種MOS管的制作方法及MOS管器件，能夠有效減小MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種MOS管的制作方法，包括形成所述MOS管的柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為85至105埃；形成所述MOS管的柵極；通過離子注入形成所述MOS管的輕摻雜漏極注入LDD區(qū)，所述離子注入的方向向下與豎直方向的角度為0至10度，所述離子注入的能量為28至32千電子伏特；形成所述MOS管的源極和漏極。另一方面，本發(fā)明的實施例提供了一種MOS管器件，包括MOS管，所述MOS管包括柵極氧化層、LDD區(qū)、柵極和源極，所述MOS管由本發(fā)明提供的制作方法所制成，所述柵極氧化層的厚度為85至105埃；所述LDD區(qū)通過離子注入形成，所述離子注入的方向向下且與豎直方向的角度為0至10度，所述離子注入的能量為28至32千電子伏特。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法及MOS管器件，通過改變MOS管的柵極氧化層的厚度，并同時改變形成LDD區(qū)時離子注入的角度和能量，能夠有效增加MOS管在導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通電流和減小MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中MOS管的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法的一種流程圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法的另一種流程圖；
圖4為圖3所示的流程圖所對應(yīng)的工藝效果圖；圖5為圖4中虛線框部分的放大示意圖；圖6為圖3所示的制作方法形成的LDD區(qū)與現(xiàn)有技術(shù)形成的LDD區(qū)的離子注入雜質(zhì)的注入濃度對比不意圖；圖7為本發(fā)明實施例的制作方法制作的低壓MOS管與現(xiàn)有技術(shù)的低壓MOS管的特性擊穿曲線對比示意圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的MOS管的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所示，本發(fā)明實施例提供了一種MOS管的制作方法，包括以下步驟步驟101，形成所述MOS管的柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為85至105埃；需要說明的是，所述柵極氧化層的厚度優(yōu)選為90至100 ±矣，例如95埃。所述柵極
氧化層的厚度。步驟102，形成所述MOS管的柵極；其中，所述柵極通常為多晶硅柵極。步驟103，通過離子注入形成所述MOS管的輕摻雜漏極注入LDD區(qū)，所述離子注入的方向向下與豎直方向的角度為0至10度，所述離子注入的能量為28至32千電子伏特(kev)；需要說明的是，所述離子注入的方向優(yōu)選為豎直向下方向，所述離子注入的能量優(yōu)選為30kev。步驟104，形成所述MOS管的源極和漏極。本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)，改變了 MOS管的柵極氧化層的厚度，并同時改變了形成LDD區(qū)時離子注入的角度和能量。其中，對柵極氧化層厚度的改變能夠增強柵極對器件溝道區(qū)的控制能力，增加MOS管低壓時的電流導(dǎo)通能力，而對LDD區(qū)離子注入的角度和能量的改變能夠使LDD區(qū)濃度增加，從而能夠有效增加MOS管在導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)通電流和減小MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。下面以工作電壓為I. 5V(伏)的低壓互補型MOS管(CMOS，Complementary MOS)為例，對本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法進(jìn)行詳細(xì)說明，其中，CMOS管包括P型MOS管和N型MOS管。結(jié)合圖3和圖4，本實施例包括步驟201，在襯底上形成N阱區(qū)。本實施例中，襯底為P型硅片。具體的，本步驟可分為以下幾步，包括在襯底上沉積二氧化硅Si02氧化層；在所述Si02氧化層上刻出對應(yīng)于阱區(qū)的注入窗口，以便界定出阱區(qū)；
通過所述注入窗口進(jìn)行N型摻雜，形成N阱區(qū)。步驟202，形成場氧化層，以定義出有源區(qū)，通過摻雜對所述有源區(qū)的載流子濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體的，本步驟中形成場氧化層可分為以下幾步進(jìn)行在形成有N阱區(qū)的襯底上沉積SiNx掩膜層；進(jìn)行有源區(qū)光刻，刻蝕出場氧化層窗口 ；生長隔離場氧化層，通過場氧化層界定出有源區(qū)。其中，場氧化層用于進(jìn)行器件隔離，并界定出N阱區(qū)之內(nèi)的有源區(qū)和N阱區(qū)之外的有源區(qū)。本發(fā)明實施例中，P型MOS管器件將形成于N阱區(qū)之內(nèi)的有源區(qū)中，N型MOS管器件將形成于N阱區(qū)之外的有源區(qū)。以上步驟的具體實現(xiàn)方式可與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里不再贅述。步驟203，形成P型MOS管和N型MOS管的柵極氧化層。具體的，本步驟中，可通過熱氧化或沉積的方式形成所述MOS管的柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為95埃。目前，現(xiàn)有技術(shù)中工作電壓為I. 5V的低壓互補型MOS管通常采用標(biāo)準(zhǔn)0. 5微米邏輯工藝。在低壓互補型MOS管的標(biāo)準(zhǔn)0.5微米邏輯工藝中，柵極氧化層的厚度通常為125埃。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實施例中，柵極氧化層的厚度進(jìn)行了適度的減薄，其厚度較標(biāo)準(zhǔn)0.5微米邏輯工藝很大程度的減少，這樣，能夠增強柵電極對器件溝道區(qū)的控制能力，增加MOS管低壓時的電流導(dǎo)通能力，也就是說，相對于現(xiàn)有技術(shù)，在相同的襯底濃度及相同的柵極電壓下，將有更多的載流子積聚到柵極下，將使導(dǎo)通電流增大。步驟204，形成P型MOS管和N型MOS管的多晶硅柵極。本步驟的具體實現(xiàn)方式可與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里不再贅述。步驟205，通過離子注入分別形成P型MOS管和N型MOS管的LDD區(qū)，P型MOS管的LDD區(qū)為P型摻雜區(qū)，N型MOS管的LDD區(qū)為N型摻雜區(qū)。本步驟中，所述離子注入的方向為豎直向下方向，即離子注入的角度為0度，離子注入的能量為30kev。目前，在低壓互補型MOS管的標(biāo)準(zhǔn)0. 5微米邏輯工藝中，通過離子注入形成LDD區(qū)時，離子注入通常偏向于多晶硅柵極傾斜注入，注入的角度通常為與豎直向下方向成30度，離子注入的能量通常為60kev。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本步驟中，減小了離子注入的角度，同時降低了離子注入的能量，這樣，可以使LDD區(qū)濃度增加，從而有效的改善低壓MOS管在關(guān)斷狀態(tài)的漏電。
經(jīng)過實驗測量，結(jié)合圖5和圖6所示，圖5為圖4中步驟205處虛線框部分的放大示意圖，圖6為本實施例形成的LDD區(qū)與現(xiàn)有技術(shù)形成的LDD區(qū)的離子注入雜質(zhì)的注入濃度對比示意圖，圖6中，X軸為襯底表面到LDD區(qū)與襯底形成的PN結(jié)邊界間距離，Y軸為LDD區(qū)的離子注入濃度。由圖6內(nèi)圓框內(nèi)部分可知，本步驟形成的LDD區(qū)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，與襯底形成的PN結(jié)更趨向于突變結(jié)，因此，將大幅度減少MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。形成LDD區(qū)后，本實施例還包括形成P型MOS管和N型MOS管側(cè)壁氧化層、所述側(cè)壁氧化層用于在形成源極和漏極時對LDD區(qū)進(jìn)行保護(hù)；形成P型MOS管和N型MOS管的源極和漏極，以及形成絕緣介質(zhì)層、接觸孔等其余步驟。需要指出的是，這些步驟均可按照常規(guī)制作方法進(jìn)行即可，由于與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里不再贅述。本實施例提供的CMOS管的制作方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)，通過減小柵極氧化層的厚 度，同時減小形成LDD區(qū)時離子注入的角度和能量，CMOS管的特性得到了優(yōu)化，即增大了 N型MOS管和P型MOS管的導(dǎo)通電流，又有效減小了 N型MOS管和P型MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。表一
導(dǎo)通電路對比(單位mA ) 漏電流對比(單位nA )
條件柵極單元1.5V,漏條件柵極單元0V,漏極 極電壓1.5V電壓1.5V
__現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明
測試點一__1A2__L75__0.011__0.003
測試點二__y_8__L72__0.009__0.002
測試點三1.201.710.010.001表一為采用本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法制作的I. 5V低壓MOS管和現(xiàn)有技術(shù)中的低壓MOS管在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)下特性實測數(shù)據(jù)。圖7為采用本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法所制作的低壓MOS管和現(xiàn)有技術(shù)所制作的低壓MOS管的擊穿特性曲線對比圖。根據(jù)表一和圖7可知，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例提供的MOS管的制作方法，所制作的MOS管的導(dǎo)通電流顯著增加，同時，漏電流明顯減小，而且，擊穿特性曲線得到了明顯優(yōu)化。相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供了一種MOS管器件，包括MOS管，所述MOS管由本發(fā)明實施例提供的制作方法制作而成。其中，如圖8所示，所述MOS管包括襯底I、柵極G、漏極S和源極D，漏極S與柵極G之間以及源極S與柵極G的之間的位置處設(shè)置有輕摻雜漏極注入LDD區(qū)11，柵極G之下設(shè)置有柵極氧化層10。其中，柵極氧化層的厚度為85至105埃，優(yōu)選為90至100 ±矣，例如95埃。LDD區(qū)11由離子注入工藝形成，所述離子注入的方向向下與豎直方向的角度為0至10度，所述離子注入的能量為28至32kev，其中，所述離子注入的方向優(yōu)選為豎直向下方向，所述離子注入的能量優(yōu)選為30kev。本發(fā)明實施例提供的MOS管器件，通過改變MOS管柵極氧化層的厚度，同時改變形成LDD區(qū)時離子注入的角度和能量，既增大了 MOS管的導(dǎo)通電流，而且有效減小了 MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流。需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的MOS管器件，可包括至少一個所述MOS管。具體的，所述MOS管可為工作電壓為I. 5V的低壓MOS管。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求 的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種MOS管的制作方法，其特征在于，包括 形成所述MOS管的柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為85至105埃； 形成所述MOS管的柵極； 通過離子注入形成所述MOS管的輕摻雜漏極注入LDD區(qū)，所述離子注入的方向向下與豎直方向的角度為O至10度，所述離子注入的能量為28至32千電子伏特； 形成所述MOS管的源極和漏極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述形成所述MOS管的柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為85至105埃包括 通過熱氧化或沉積的方式形成所述MOS管的柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為95埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制作方法，其特征在干， 所述離子注入的方向為豎直向下方向，所述離子注入的能量為30千電子伏持。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制作方法，其特征在于，所述MOS管為工作電壓為I.5V的低壓MOS管。
5.ー種MOS管器件，包括MOS管，所述MOS管包括柵極氧化層、LDD區(qū)、柵極和源扱，其特征在干， 所述柵極氧化層的厚度為85至105埃； 所述LDD區(qū)通過離子注入形成，所述離子注入的方向向下且與豎直方向的角度為O至10度，所述離子注入的能量為28至32千電子伏持。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MOS管器件，其特征在干， 所述柵極氧化層的厚度為95埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的MOS管器件，其特征在干， 所述離子注入的方向為豎直向下方向，所述離子注入的能量為30千電子伏持。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MOS管器件，其特征在于，所述MOS管為工作電壓為1.5V的低壓MOS管。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供了一種MOS管的制作方法及MOS管器件，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，為有效減小MOS管在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流而發(fā)明。所述MOS管的制作方法，包括形成柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為85至105埃；通過離子注入形成輕摻雜漏極注LDD區(qū)，所述離子注入的方向向下與豎直方向的角度為0至10度，所述離子注入的能量為28至32千電子伏特。本發(fā)明可用于半導(dǎo)體器件以及集成電路的制作中。
文檔編號H01L21/265GK102683207SQ20111005450
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者葉文正, 王 華 申請人:北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司