场效应晶体管及其制造方法技术

本公开提供一种场效应晶体管及其制造方法，涉及半导体技术领域。该制造方法包括：在半导体衬底上生长栅氧化层；在栅氧化层上沉积多晶硅层；光刻形成多晶硅栅极；形成轻掺杂漏极LDD间隔物；在LDD区进行注入角度小于90度的氟离子注入；进行Halo和LDD离子注入；形成侧壁间隔物；进行源/漏区离子注入并进行源/漏区快速退火。预先注入的氟离子将会取代栅极氧化物中的氧，使得被取代的氧原子继续和硅反应，使得LDD区域靠近栅极附近的氧化层厚度增加；在器件操作时，可降低栅极与LDD区间的电场，减少热载子效应所产生的漏电流，提升器件操作时的可靠度，使器件工作寿命增加。

【技术实现步骤摘要】
场效应晶体管及其制造方法
本公开涉及晶体管
，具体涉及一种场效应晶体管及其制造方法。
技术介绍
在现代工艺金属氧化物半导体(MOS，Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管结构中，当器件通道尺寸进入微米世代下，器件在主动操作过程中，临界电压会因高浓度漏极区与阱区交界附近的势垒在高漏极偏压作用下更加减少，引起漏致势垒降低(DIBL，Drain-InducedBarrierLowering)效应，使得短通道效应变得更为严重，因此引入了轻掺杂漏极区(LDD，LightlyDopedDrain)设计。然而随着半导体制作技术不断进步，器件沟道尺寸进入纳米级别时，由于PN结分布空间缩短以与栅极氧化层厚度不断微缩数个奈米距离时，更加深了短通道效应以及热载子注入效应对器件特性的影响，对下一世代组件开发设计上的挑战更加困难。因此，如何有效抑制短沟道效应所造成临界电压的大幅降低，以及如何抑制热载子注入效应所带来的器件操作特性的恶化，增加器件操作寿命的可靠度，成为非常重要课题且亟须解决。需要说明的是，在上述
技术介绍
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。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种场效应晶体管及其制造方法，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子注入效应产生漏电流的技术问题。根据本公开的一个方面，提供一种场效应晶体管制造方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上生长栅氧化层；在所述栅氧化层上沉积多晶硅层；进行光刻形成多晶硅栅极；沉积栅极介电层并刻蚀形成LDD间隔物；在LDD区进行注入角度小于90度的氟离子注入；进行Halo(晕环)和LDD离子注入；进行侧壁介电层沉积并刻蚀形成侧壁间隔物；进行源/漏区离子注入并进行源/漏区快速退火；其中，所述栅氧化层位于LDD区域上方和靠近LDD区的部分厚度增加5埃以上。在一个实施例中，该在LDD区进行注入角度小于90度的氟离子注入包括：在LDD区进行多个不同注入角度的、低能量的氟离子注入，其中，氟离子注入的剂量大于等于1015cm-2。在一个实施例中，该提供半导体衬底包括：在衬底上沉积衬垫氧化层；进行阱区(WELL)注入；进行阈值电压调整注入；进行退火并去除所述衬垫氧化层。在一个实施例中，在进行光刻形成多晶硅栅极之前还包括：对多晶硅层进行离子注入并退火激活。在一个实施例中，半导体衬底为P型硅衬底，阱区注入的是P型杂质，对所述多晶硅层注入杂质是磷。在一个实施例中，该半导体衬底为N型硅衬底，阱区注入的是N型杂质，对所述多晶硅层注入杂质是硼。在一个实施例中，该LDD间隔物为SiN或SiO，所述侧壁间隔物为SiN或SiO。根据本公开的另一方面，提供一种场效应晶体管，包括：衬底，位于所述衬底上阱区，所述阱区中包括沟道区、LDD区、和具有第一掺杂类型的源区与具有第二掺杂类型的漏区；位于所述沟道区上的栅极氧化物和多晶硅栅极；位于所述多晶硅栅极两侧的侧壁间隔物；其中，所述LDD注入有氟离子，栅氧化层位于LDD区域上方和靠近LDD区域的部分厚度增加5埃以上。在一个实施例中，氟离子注入的剂量大于等于1015cm-2，注入角度小于90度的多角度注入，注入能量为低能量。在一个实施例中，侧壁间隔物为SiN或SiO。本公开的实施例中，预先注入的卤素离子会取代栅极氧化物中的氧，使得被取代的氧原子继续和硅反应，使得LDD区域靠近栅极附近的氧化层厚度增加，在器件操作时，将可降低栅极与LDD区间的电场，减少热载子效应所产生的漏电流，提升器件操作时的可靠度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本公开场效应晶体管制造方法的一个实施例的流程图。图2A-2O示出本公开场效应晶体管制造方法的另一个实施例中各个阶段的剖面图。图3示出氟离子进入二氧化硅层后之化学反应示意图。图4示出靠近LDD区的氧化层增厚的局部示意图。图5示出热载子注入效应下漏电流路径示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。图1为本公开场效应晶体管制造方法的一个实施例的流程图。如图1所示，步骤102，提供半导体衬底。该半导体衬底可以是硅衬底，对于NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)，硅衬底具有P阱区，对于PMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor，P型金属-氧化物-半导体)，该硅衬底具有N阱区。步骤104，在半导体衬底上生长栅氧化层，该栅氧化层可以是二氧化硅。可以通过热生长或者沉积的方法产生栅氧化物。在升温环境里，通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应，可以在硅片上得到一层热生长的氧化层。沉积的氧化层可以通过外部供给氧气和硅源，使它们在腔体中反应，从而在硅片表面形成一层氧化硅薄膜。步骤106，在栅氧化层上沉积多晶硅层。步骤108，进行光刻形成栅极。在多晶硅层上涂上光刻胶，利用光掩模通过曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将光掩模上的图形转移到多晶硅层上，形成栅极。步骤110，沉积栅极介电层并刻蚀形成LDD间隔物。该LDD间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种场效应晶体管制造方法，其特征在于，包括：/n提供半导体衬底；/n在所述半导体衬底上生长栅氧化层；/n在所述栅氧化层上沉积多晶硅层；/n进行光刻形成多晶硅栅极；/n沉积栅极介电层并刻蚀形成轻掺杂漏极LDD间隔物；/n在LDD区进行注入角度小于90度的氟离子注入；/n进行晕环Halo和LDD离子注入；/n进行侧壁介电层沉积并刻蚀形成侧壁间隔物；/n进行源/漏区离子注入并进行源/漏区快速退火；/n其中，所述栅氧化层位于LDD区域上方和靠近LDD区的部分厚度增加5埃以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种场效应晶体管制造方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上生长栅氧化层；
在所述栅氧化层上沉积多晶硅层；
进行光刻形成多晶硅栅极；
沉积栅极介电层并刻蚀形成轻掺杂漏极LDD间隔物；
在LDD区进行注入角度小于90度的氟离子注入；
进行晕环Halo和LDD离子注入；
进行侧壁介电层沉积并刻蚀形成侧壁间隔物；
进行源/漏区离子注入并进行源/漏区快速退火；
其中，所述栅氧化层位于LDD区域上方和靠近LDD区的部分厚度增加5埃以上。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在LDD区进行注入角度小于90度的氟离子注入包括：
在LDD区进行多个不同注入角度、低能量的氟离子注入，其中，氟离子注入的剂量大于等于1015cm-2。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述提供半导体衬底包括：
在衬底上沉积衬垫氧化层；
进行阱区注入；
进行阈值电压调整注入；
进行退火并去除所述衬垫氧化层。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在进行光刻形成多晶硅栅极之前还包括：
对所述多晶硅层进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宗叡，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34