[发明专利]一种MOS晶体管轻掺杂漏区的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路的制造技术领域，尤其涉及一种MOS晶体管轻掺杂漏区的制造方法。

背景技术

金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET，通常简称为MOS晶体管)，当工作在饱和区时其部分沟道被夹断，流过夹断区的载流子被大电场加快到很高的速度，形成所谓的热载流子；一些热载流子与晶格发生撞击后弹出沟道，其中一部分进入衬底形成衬底电流，另一部分进入栅氧化层；如果MOS晶体管继续工作，热载流子会引起其阈值电压逐渐偏移；这就是MOS晶体管的热载流子效应。

对于短沟道晶体管，尤其容易受热载流子的影响。对于特征尺寸小于或等于1.2微米的集成电路(包括CMOS、BiCMOS和BCD集成电路，这些集成电路由N型MOS晶体管(通常简称为NMOS晶体管)、P型MOS晶体管(通常简称为PMOS晶体管)和其它半导体元件组成)，其最小沟道长度小于或等于1.2微米，容易受热载流子效应的影响，通常都采用轻掺杂漏区(通常简称为LDD)结构避免这一问题。

采用轻掺杂漏区结构的MOS晶体管，由于其靠近沟道的漏区掺杂浓度很低，即载流子浓度很低，产生的热载流子浓度也就很小，因此产生的热载流子效应也就很小。

对于特征尺寸在0.8～1.2微米范围的集成电路，一般只需要对其中的NMOS晶体管采用LDD结构(通常称呼NMOS晶体管的LDD结构为NLDD)，而其中的PMOS晶体管不需要，这是因为NMOS晶体管的载流子为电子而PMOS晶体管的载流子为空穴，电子的迁移率大约是空穴的3倍，因此NMOS晶体管更容易产生热载流子效应。

在半导体晶圆制造工艺中，MOS晶体管的源、漏区和轻掺杂漏区都是在形成多晶硅栅之后加工制造的。

对于0.8～1.2微米集成电路，源、漏区及NLDD的传统制造方法如下(具体制作工艺流程如图1所示)：

步骤101，形成多晶硅栅之后(如图2所示)，进行NLDD光刻(如图3所示)。

经过涂胶、曝光和显影，场区(即场氧化层覆盖的区域)的光刻胶被保留，有源区(即没有场氧化层覆盖的区域)的光刻胶不被保留；

步骤102，磷离子注入：磷离子注入的能量为40～80千电子伏，剂量为2E13～3E13原子/平方厘米，注入角度为0度角或7度角；磷离子注入后的效果如图4所示。

由于光刻胶和多晶硅栅的掩蔽作用，即磷离子不能穿透光刻胶和多晶硅栅，因此只在没有光刻胶和多晶硅栅覆盖的区域被注入了磷离子，注入了磷离子的区域称之为N-区(负号表示注入剂量比较低)；

注入角度说明：0度角注入表示离子注入角度垂直于晶圆表面，7度角注入表示离子注入角度与垂直于晶圆表面的方向(即晶圆的轴心方向)成7度夹角，依次类推。

步骤103，去除光刻胶：完成磷离子注入之后，光刻胶的作用也就完成，则进行去除光刻胶的操作(具体示意图如图5所示)；

步骤104，制作侧墙(如图6所示)：经过介质层淀积、等离子体刻蚀等工艺步骤，在多晶硅栅的侧面形成由介质层构成的侧墙；侧墙的宽度为0.2～0.3微米；

步骤105，源漏光刻(光刻后的剖面示意图如图7所示)：与NLDD光刻使用同一块掩模版，场区的光刻胶被保留，有源区的光刻胶不被保留；

步骤106，砷离子注入(如图8所示)：砷离子注入的能量为50～100千电子伏，剂量为3E15～6E15原子/平方厘米，注入角度为0度角或7度角；

由于光刻胶、多晶硅栅和侧墙的掩蔽作用，即砷离子不能穿透光刻胶、多晶硅栅和侧墙，因此只在没有光刻胶、多晶硅栅和侧墙覆盖的区域被注入了砷离子，注入了砷离子的区域称之为N+区(正号表示注入剂量比较高)；

步骤107，去除光刻胶(如图9所示)：完成砷离子注入之后，光刻胶的作用也就完成，则进行去除光刻胶的操作；

步骤108，源漏退火：退火温度850～930摄氏度，退火时间30～90分钟，磷离子和砷离子经退火之后被激活并发生热扩散，磷离子从多晶硅栅边缘扩散至多晶硅栅的下方，形成的N-区即N型轻掺杂漏区(NLDD)，砷离子从侧墙边缘扩散至侧墙的下方，形成的N+区即源、漏区(集体结构如图10所示)。

根据现有技术中MOS晶体管轻掺杂漏区的制造方法工艺步骤繁琐。

发明内容

本发明所提供的方法和装置解决了现有技术中工艺流程繁琐的问题。

本发明提供一种MOS晶体管轻掺杂漏区的制造方法，包括：

在形成多晶硅栅之后，在所述多晶硅栅的两侧制作侧墙；