本发明专利技术公开了一种沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的制备方法，其为在通过光刻工艺在衬底上定义沟槽图形时，使刻蚀后的沟槽侧壁面为(110)晶面；而在刻蚀形成沟槽之后，在所述沟槽内壁注入氮离子；之后在所述沟槽内壁生长栅氧。本发明专利技术的方法能有效降低PMOS器件的阈值电压，使其达到应用要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种沟槽PMOS的制备方法，具体涉及一种具垂直沟槽的沟槽型MOS器 件的制备方法。
技术介绍
在现有沟槽MOSFET器件中(见图1)，沟槽型PMOS的制备多将沟槽侧壁设计为 (100)面。因沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的器件栅氧与侧壁的界面态密度远比侧壁 为(100)面的高，使得阈值电压较高，无法满足实际应用的需要。因此，业界普遍只用设计 沟槽侧壁为(100)面的沟槽PMOS的制备。但是，PMOS中多数载流子空穴沿(110)晶面的 迁移率远高于其沿(Iio)晶面的迁移率。因此如果沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的器 件阈值电压能够降下来，在其它器件参数相同的情况下其通态电阻可以比同样尺寸沟槽侧 壁为(100)的PMOS小很多，从而可以在器件性能相同的情况下大大减小器件的尺寸。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的制备 方法，它可以有效的降低沟槽型PMOS的阈值电压。为解决上述技术问题，本专利技术的沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的制备方法，为 在通过光刻工艺在衬底上定义沟槽图形时，使刻蚀后的沟槽侧壁面为(110)晶面；而在刻 蚀形成沟槽之后，在沟槽内壁注入氮离子；之后在沟槽内壁生长栅氧。本专利技术可以达到的技术效果是通过在沟槽侧壁为(110)面的PMOS器件中，生长 栅氧前对沟槽内壁进行氮注入，可大大降低栅氧和沟槽侧壁间的界面态，从而有效降低沟 槽PMOS器件的阈值电压，使得在性能相同的情况下器件尺寸大大减小、成本大大降低。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1为传统的沟槽MOS器件的结构示意图；图2为实施本专利技术的方法所制备的沟槽MOS器件的结构示意图；图3为本专利技术的方法中沟槽刻蚀后的结构示意图；图4为本专利技术的方法中氮注入的示意图；图5为本专利技术的方法中栅形成之后的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的制备方法，该MOS器件所用的衬底 面为(100)晶面，而沟槽的侧壁面设计为(110)面，在通过光刻工艺在衬底上定义沟槽图 形时，使刻蚀后的沟槽侧壁面为(110)晶面；而在刻蚀形成沟槽之后，在沟槽内壁注入氮离 子；之后在注入氮离子的沟槽内壁生长栅氧。注入的氮离子使得沟槽侧壁与栅氧界面的悬浮键大大减小，从而使得界面态大大减小，阈值电压因此减小并容易被精确控制。PMOS多 数载流子空穴沿(110)晶面的迁移率远比沿110)晶面的迁移率的高，使得相同尺寸其它器 件性能相同的情况下以(110)为沟槽侧壁的PMOS通态电阻远小于以(100)为沟槽侧壁的 PMOS通态电阻。因此在通态电阻和其它器件性能相同的情况下，本专利技术制备的沟槽PMOS的 尺寸比传统沟槽PMOS大大减小。具体的制备流程为1)选取表面为(100)晶面的衬底，使衬底缺口(notch)方向为(110)；光刻时，使 沟槽延伸方向顺着notch方向，如图2所示的虚线为沟槽侧壁，两虚线间为所要刻蚀形成沟 槽的位置，这样设置使得刻蚀衬底后的沟槽侧壁面为(110)晶面。采用标准工艺刻蚀形成 沟槽(见图3)；2)接着进行氮离子注入到晶面方向为(110)的沟槽侧壁和沟槽底部(见图4)。 氮注入步骤中，氮离子注入能量为=IKev 200Kev，注入时离子束与衬底垂直轴的夹角范 围为1 85°。注入之后还可进行退火处理，退火处理的温度为300 1200°C，处理时间 为1秒-10小时。3)而后进行常规的栅氧生长，多晶硅淀积和回刻形成栅(见图幻，以及体区注入、 源区注入和后续金属化工艺，最终形成如图1所示的沟槽型PMOS晶体管结构。本专利技术的方法，将沟槽侧壁设置为(110)面，加上在栅氧生长之间对沟槽内壁进 行氮注入，可使最终PMOS器件的界面态密度减少，同时还保留了(110)晶面高空穴迁移率 的优点。经试验证明，能有效降低了 PMOS器件的阈值电压，足以满足实际应用。权利要求1 一种沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的制备方法，其特征在于在通过光刻工艺在 衬底上定义沟槽图形时，使刻蚀后的沟槽侧壁面为(110)晶面；而在刻蚀形成沟槽之后，在 所述沟槽内壁注入氮离子；之后在所述沟槽内壁生长栅氧。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述衬底的缺口方向为(110)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氮注入步骤中，氮离子注入能量 为=IKev 200Kev，注入时离子束与衬底垂直轴的夹角范围为1 85°。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括在注入后进行退火处理的步 骤，所述退火处理的温度为300 1200°C，处理时间为1秒-10小时。全文摘要本专利技术公开了一种沟槽侧壁为(110)面的沟槽PMOS的制备方法，其为在通过光刻工艺在衬底上定义沟槽图形时，使刻蚀后的沟槽侧壁面为(110)晶面；而在刻蚀形成沟槽之后，在所述沟槽内壁注入氮离子；之后在所述沟槽内壁生长栅氧。本专利技术的方法能有效降低PMOS器件的阈值电压，使其达到应用要求。文档编号H01L29/04GK102130005SQ20101002733公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日专利技术者李冰, 金勤海 申请人:上海华虹Nec电子有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种沟槽侧壁为（１１０）面的沟槽ＰＭＯＳ的制备方法，其特征在于：在通过光刻工艺在衬底上定义沟槽图形时，使刻蚀后的沟槽侧壁面为（１１０）晶面；而在刻蚀形成沟槽之后，在所述沟槽内壁注入氮离子；之后在所述沟槽内壁生长栅氧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金勤海，李冰，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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