專利名稱：減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件的制造工藝方法，特別是涉及一種減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法。
背景技術：
反窄溝道效應(RNCE)是指在STI(shallow trench isolation淺溝槽隔離)隔離工藝下，器件的閾值電壓隨溝道寬度的減小而遞減的效應。該效應是制約小尺寸器件應用的重要因素之一，例如在靜態隨機存取存儲器(SRAM)單元電路中，大多數器件都是窄溝道的，由于閾值電壓的衰減，有時不得不采用專門的單元溝道注入，這不但需要增加掩膜板，使工藝復雜化，而且增大了制作成本。
為了減小RNCE，目前所采用的措施是改善STI頂部圓角。這種方法雖然有效，但由于同時影響STI邊緣漏電，所以必須在離子注入上再進行優化，以進一步改善閾值電壓的分布。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法，在保證一般器件特性不變的前提下，抑制RNCE，改善窄溝器件特性，同時增加載流子遷移率，減小寄生結電容，提高器件速度，并改善器件的熱載流子效應。
為解決上述技術問題，本發明所述的減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法是，提高袋狀(Halo)注入的角度，Halo注入的角度為30度至45度。
Halo注入是為了減小短溝道效應，在柵刻蝕后所作的與溝道摻雜同型的離子注入。如果把注入角度從常規的10度增加到30度，高角度的Halo注入使得雜質更加有效地從窄溝器件的寬度方向向溝道摻雜，增加窄溝和寬溝平均雜質量的差距，從而改善RNCE。
本發明通過Halo注入角度的增加，以較低的Halo注入劑量就可以達到維持正常器件閾值電壓的目的，這使得LDD(低摻雜源漏)結更深，結電容減小，同時改善由于熱載流子效應所引起的器件特性退化。
本發明通過對Halo注入的調整，改善RNCE，提高器件的速度，并增加器件的可靠性。改變了通過STI形貌優化RNCE的單一方式，使得器件優化更加有效與快捷。同時可以節省用來作單元離子注入的掩膜板，簡化了工藝流程，節約成本。
具體實施例方式
RNCE的主要表現是器件的閾值電壓隨溝道寬度的減小而減小。本發明的減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法是，提高Halo注入的角度，Halo注入的角度為30度至45度。
通過提高Halo注入的角度，使得窄溝道比寬溝道有更高的摻雜濃度，從而改善閾值電壓隨溝道寬度分布的均勻性。Halo注入通常都是分成四次進行，每次注入后硅片都旋轉90度，所以每次注入不但在長度方向，而且在寬度方向對溝道進行摻雜。通過增加注入角度，使其在寬度方向對溝道的摻雜更有效，而且和寬溝道相比，窄溝道有更多的摻雜來自Halo注入，這樣窄溝道的平均摻雜濃度比寬溝道高，有效地減小由RNCE造成的窄溝器件閾值電壓的下降。
下面通過一個具體的實施例對本發明作進一步詳細說明。
假如，現有的Halo離子注入的條件是B3.0e13_15/10Q^45，隨著溝道寬度的減小，溝道內的平均硼濃度增加，但增加量有限。按照本發明的方法現在將Halo離子注入的條件改為B3.0e13_15/30Q^45，窄溝道內硼的濃度比寬溝道會有很大的增加，這樣的硼分布使得窄溝器件的閾值電壓相比寬溝有較大的提高。也就是說，當Halo注入角度是30度時，窄溝器件的閾值電壓衰減量比注入角度為10度時小得多。因此，采用較大的Halo注入角度時，會有效地見效RNCE。
對寬溝短溝道器件而言，隨著Halo注入角度的增加，由于溝道摻雜濃度的增加，只需較小的Halo劑量即可達到目標。這樣，會增加溝道載流子遷移率，并改善熱載流子效應。
常規STI隔離工藝中，小尺寸器件在溝道寬度較小時，閾值電壓有較大的減小(roll-off)，使得電路的漏電有很大的增加。本發明通過增大Halo注入的角度，減小注入劑量，在保證一般器件特性不變的前提下，抑制RNCE，改善窄溝器件特性，同時增加載流子遷移率，減小寄生結電容，提高器件速度，并改善器件的熱載流子效應。
實施本發明，無需增加新的掩膜板，只是調整Halo離子注入的劑量和角度，如NMOS Halo角度從10度增加到30度，劑量減小30％，在保證正常器件特性不變的情況下，改善RNCE，增加載流子遷移率，減少熱載流子效應。
例如原始Halo注入條件B3.0e13_15/10Q^45可優化為新的Halo注入條件B2.0e13_15/30Q^45，既可以保證寬溝器件特性不變，又可以減少RNCE造成的窄溝器件閾值電壓下降。
在上面的實施例中也可將Halo角度從10度增加到45度，同樣可以達到相同的技術效果。
權利要求
1.一種減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法，其特征在于提高Halo注入的角度，Halo注入的角度為30度至45度。
全文摘要
本發明公開了一種減小小尺寸器件反窄溝道效應的方法，提高Halo注入的角度，使Halo注入的角度為30度至45度。本發明在保證一般器件特性不變的前提下，抑制RNCE，改善窄溝器件特性，同時增加載流子遷移率，減小寄生結電容，提高器件速度，并改善器件的熱載流子效應。本發明可用于半導體器件，特別是小尺寸器件的制造工藝中。
文檔編號H01L21/02GK1728360SQ200410053290
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月29日 優先權日2004年7月29日
發明者錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司