提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法以及SOI NMOS器件技术

本发明专利技术提供了一种提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法以及SOI NMOS器件。本发明专利技术的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法包括：在SOI的硅顶层中进行阱区离子注入以及沟道离子注入以形成器件区域；在器件区域顶部形成栅极氧化层；在栅极氧化层上通过淀积和刻蚀形成包含栅极侧墙的栅极结构；在暴露的硅顶层表面和器件区域表面布置光刻胶层，并且部分地去除器件区域表面上的光刻胶层，从而部分地暴露器件区域表面；利用光刻胶层执行局部倾斜注入，在器件区域内形成局部ESD离子注入区域；在栅极结构两侧分别形成器件区域内的漏极和源极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，更具体地说，本专利技术涉及一种提高SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅或绝缘体上硅)NMOS器件静电释放(Electro Static Discharge，ESD)保护能力的方法以及SOI NMOS器件。
技术介绍
随着半导体器件技术不断进入亚微米、深亚微米，静电释放(ESD)保护器件可靠性变得越来越重要。为了克服轻掺杂漏区(Lightly Doped Drain，LDD)结构带来的静电释放保护能力下降的问题，静电释放离子注入(ESD implant)技术被用来提高器件的静电释放保护能力，其方法如图1所示，是在漏极下方进行静电释放注入，降低漏极击穿电压，可以提高GGNMOS(grounded-gate NMOS，栅极接地的NMOS)静电保护能力。体硅器件及其ESD注入的详细请参见图1所示。体硅器件包括有一衬底1，在该衬底1上设置有栅极2、漏极3和源极4，然后在漏极2处进行大面积的静电释放离子5注入在体硅NMOS器件中，采用ESD注入可以获得很好的效果，其方法是在漏极接触孔下进行ESD注入，降低漏端击穿电压，同时配合硅化物挡板工艺，可以获得很好的效果。另一方面，SOI器件的全介质隔离以及比较薄的电流释放通道，SOI电路的ESD防护问题非常重要。但是由于SOI NMOS器件漏端完全注入N+，不存在在漏端下方进行ESD注入的空间，因此，ESD注入漏区这种注入方法将不再适用。必须采用其他新技术来提高SOI NMOS器件的ESD保护能力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够通过体区局部大倾角硼注入来提高SOI NMOS器件ESD保护能力的新器件结构和制作方法。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，提供了一种提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法，包括：第一步骤：在SOI的硅顶层中进行阱区离子注入以及沟道离子注入以形成器件区域；第二步骤：在器件区域顶部形成栅极氧化层；第三步骤：在栅极氧化层上通过淀积和刻蚀形成包含栅极侧墙的栅极结构；第四步骤：在暴露的硅顶层表面和器件区域表面布置光刻胶层，并且部分地去除器件区域表面上的光刻胶层，从而部分地暴露器件区域表面；第五步骤：利用光刻胶层执行局部倾斜注入，在器件区域内形成局部ESD离子注入区域；第六步骤：在栅极结构两侧分别形成器件区域内的漏极和源极。优选地，局部倾斜注入的注入角度为15度-30度。优选地，局部倾斜注入的注入角度为15度、20度、25度、30度中的一个。优选地，局部倾斜注入的注入离子是硼离子。优选地，局部ESD离子注入区域处于漏极区域70边缘。优选地，所述提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法用于SOI-GGNMOS、低压SOI_CMOS和SOI_LDMOS之一。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，还提供了SOI NMOS器件，其特征在于包括：在SOI的硅顶层中通过阱区离子注入以及沟道离子注入形成的器件区域、在器件区域顶部形成的栅极氧化层、在栅极氧化层上通过淀积和刻蚀形成的包含栅极侧墙的栅极结构、在器件区域内形成的局部ESD离子注入区域、以及在栅极结构两侧分别形成的器件区域内的漏极和源极。优选地，局部ESD离子注入区域处于漏极区域边缘。本专利技术将ESD注入从器件的漏区移到体区，采用大倾角局部硼注入(倾斜15-30度角)的方法，通过优化倾斜角度和注入能量，在体区的局部形成硼掺杂区，一方面可以很好地降低诸如GGNMOS器件之类的MOS器件的击穿电压，另一方面电流能很好地导入到体区，从而改善器件及整个电路的抗ESD能力。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：图1示意性地示出了体硅器件及其ESD注入。图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的第一步骤。图3示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的第二步骤。图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的第三步骤。图5示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的第四步骤。图6示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的第五步骤。图7示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的第六步骤。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。具体实施方式为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。图2至图7示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法的各个步骤。如图2至图7所示，根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法包括：第一步骤：在SOI的硅顶层10中进行阱区离子注入以及沟道离子注入(如图2的箭头所示)以形成器件区域20；第二步骤：在器件区域20顶部形成栅极氧化层30；第三步骤：在栅极氧化层30上通过淀积和刻蚀形成包含栅极侧墙的栅极结构40；第四步骤：在暴露的硅顶层10表面和器件区域20表面布置光刻胶层50，并且部分地去除器件区域20表面上的光刻胶层50，从而部分地暴露器件区域20表面；第五步骤：利用光刻胶层50执行局部倾斜注入，在器件区域内形成局部ESD离子注入区域60；优选地，局部倾斜注入的注入角度为15度-30度，例如局部倾斜注入的注入角度为15度、20度、25度、30度中的一个。优选地，局部倾斜注入的注入离子是硼离子。第六步骤：通过离子注入在栅极结构40两侧分别形成器件区域内的漏极80和源极90。如图7所示，优选地，局部ESD离子注入区域60处于漏极区域70边缘。所述漏极的边缘局部区域减少所述静电释放器件的触发电压。在静电释放离子注入后，体区中靠近漏极边缘局的部区域引导ESD触发电流流经体区更大的深度范围，更好的静电释放电流。根据本专利技术优选实施例的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法不仅可以用于SOI-GGNMOS，而且还可以用于低压SOI_CMOS技术，也适用也高压SOI_LDMOS技术，如SOI_GGLDNMOS。现在参考图7描述本专利技术制成的SOI NMOS器件。如图7所示，根据本专利技术优选实施例的SOI NMOS器件包括：在SOI的硅顶层10中通过阱区离子注入以及沟道离子注入形成的器件区域20、在器件区域20顶部形成的栅极氧化层30、在栅极氧化层30上通过淀积和刻蚀形成的包含栅极侧墙的栅极结构40、在器件区域内形成的局部ESD离子注入区域60、以及在栅极结构40两侧分别形成的器件区域内的漏极80和源极90。如图7所示，优选地，局部ESD离子注入区域60处于漏极区域70边缘。本专利技术将ESD注入从器件的漏区移到体区，采用大倾角局部硼注入(倾斜15-30度角)的方法，通过优化倾斜角度和注入能量，在体区的局部形成硼掺杂区，一方面可以很好地降低诸如GGNMOS器件之类的MOS器件的击穿电压，另一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法，其特征在于包括：第一步骤：在SOI的硅顶层中进行阱区离子注入以及沟道离子注入以形成器件区域；第二步骤：在器件区域顶部形成栅极氧化层；第三步骤：在栅极氧化层上通过淀积和刻蚀形成包含栅极侧墙的栅极结构；第四步骤：在暴露的硅顶层表面和器件区域表面布置光刻胶层，并且部分地去除器件区域表面上的光刻胶层，从而部分地暴露器件区域表面；第五步骤：利用光刻胶层执行局部倾斜注入，在器件区域内形成局部ESD离子注入区域；第六步骤：在栅极结构两侧分别形成器件区域内的漏极和源极。

【技术特征摘要】
1.一种提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法，其特征在于包括：第一步骤：在SOI的硅顶层中进行阱区离子注入以及沟道离子注入以形成器件区域；第二步骤：在器件区域顶部形成栅极氧化层；第三步骤：在栅极氧化层上通过淀积和刻蚀形成包含栅极侧墙的栅极结构；第四步骤：在暴露的硅顶层表面和器件区域表面布置光刻胶层，并且部分地去除器件区域表面上的光刻胶层，从而部分地暴露器件区域表面；第五步骤：利用光刻胶层执行局部倾斜注入，在器件区域内形成局部ESD离子注入区域；第六步骤：在栅极结构两侧分别形成器件区域内的漏极和源极。2.根据权利要求1所述的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法，其特征在于，局部倾斜注入的注入角度为15度-30度。3.根据权利要求1或2所述的提高SOI NMOS器件ESD保护能力的方法，其特征在于，局部倾斜注入的注入角度为15度、20度、25度、30度中的一个。4.根据权利要求1或2所述的提高...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜丙勇，杜宏亮，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31