[发明专利]半导体器件及其制作方法

说明书

本公开提供一种半导体器件及其制作方法。该半导体器件包括：半导体衬底，其中所述半导体衬底中包括导电沟道；以及栅极结构，位于所述导电沟道之上；其中所述栅极结构对应的所述导电沟道中设置有反态掺杂区，其中所述反态掺杂区的长度小于所述导电沟道的长度。本公开提供的半导体器件及其制作方法，通过对半导体器件的导电沟道中掺杂进行控制，形成非对称结构，可以扩宽漏极一侧导电沟道宽度，使漏极一侧电场远离漏极侧表面，从而减少热载流子注入现象的发生。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

集成电路中的金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor，简称MOSFET)器件工作一段时间后，器件的电学性能会逐步发生变化。

随着半导体器件尺寸的减小，半导体器件的供电电压、工作电压并没有相应减少很多，相应的电场强度增加，导致电子的运动速率增加。当电子的能量足够高的时候，就会变成热载流子，离开硅衬底，隧穿进入栅氧化层，从而导致晶体管电学性能的变化，不仅包括阈值电压(Vt)漂移，还包括跨导(Gm)降低，饱和电流(Idsat)减小等，最后导致半导体器件无法正常工作。这种变化是由于MOSFET器件中的热载流子注入效应(Hot CarrierInjection，简称HCI)导致的。因此，需要改善MOSFET器件中的热载流子注入效应。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种半导体器件及其制作方法，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的热载流子造成半导体器件无法正常工作的问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种半导体器件，包括：

半导体衬底，其中所述半导体衬底中包括导电沟道；以及

栅极结构，位于所述导电沟道之上，其中所述栅极结构对应的所述导电沟道中设置有反态掺杂区，所述反态掺杂区的长度小于所述导电沟道的长度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述半导体衬底中还包括位于所述导电沟道两侧的第一掺杂区和第二掺杂区，所述反态掺杂区与所述第一掺杂区和/或所述第二掺杂区中掺杂离子的类型相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述半导体衬底中还包括：

第一轻掺杂区，位于靠近所述第一掺杂区一侧；以及

第二轻掺杂区，位于靠近所述第二掺杂区一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述反态掺杂区与所述第一轻掺杂区和/或所述第二轻掺杂区中掺杂离子的类型相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述反态掺杂区的长度与所述导电沟道的长度的比值为0.5～0.8。

根据本公开的另一个方面，提供一种半导体器件的制作方法，包括：

提供半导体衬底；

对所述半导体衬底进行第一次离子注入，形成反态掺杂区；

对具有反态掺杂区的半导体衬底进行第二次离子注入，形成阱；

在所述半导体衬底的反态掺杂区上形成栅极结构，所述栅极结构下方的所述半导体衬底中形成导电沟道，所述反态掺杂区的长度小于所述导电沟道的长度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一次离子注入与所述第二次离子注入的离子类型相反。