專利名稱：一種緩解mos場效應管反窄溝道效應的方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體制造工藝，特別涉及一種緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法。
背景技術：
在目前常規的MOS場效應管版圖設計中，一般中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入/閾值電壓(Vt)調節離子注入是完全獨立的。中壓MOS晶體管的阱離子注入/閾值電壓調節離子注入僅限于在中壓MOS晶體管區域，低壓MOS晶體管的阱離子注入/閾值電壓調節離子注入僅限于在低壓MOS晶體管區域，兩者互不相干。另外如果在運用淺溝道隔離工藝(STI，Shallow Trench Isolation)的MOS場效應管中存在較為嚴重的反窄溝道效應，則該晶體管的閾值電壓會下降。這主要是因為反窄溝道效應等效于在“主晶體管”兩側靠近硅區域與淺溝道隔離區域交界處的地方并聯附加了兩個閾值電壓相對較低的“寄生晶體管”。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法，能同時緩解低壓和中壓MOS晶體管反窄溝道效應引起的閾值電壓下降的問題。
為解決上述技術問題，本發明提出一種緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法，首先確定中壓MOS晶體管的低壓阱和閾值電壓調節離子注入區域，即該注入區域在該MOS晶體管硅區域里的寬度a和該注入區域在該中壓MOS晶體管硅區域外即淺溝道隔離區域里的寬度b；確定低壓MOS晶體管的中壓阱和閾值電壓調節離子注入區域，即該注入區域在該低壓MOS晶體管硅區域里的寬度c和該注入區域在該低壓MOS晶體管硅區域外即淺溝道隔離區域里的寬度d；然后，修改相應的中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入光刻板版圖，以在低壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分進行中壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，并在中壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分進行低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入；最后，制作光刻板并進行流片。
本發明由于在常規工藝基礎上修改中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入/閾值電壓調節離子注入光刻板版圖，將在低壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分額外注入中壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，在中壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分額外注入低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，可以同時有效緩解低壓和中壓MOS晶體管的反窄溝道效應。
圖1是本發明一個具體實施例的MOS場效應管光刻板版圖示意圖，其中圖1A為中壓MOS場效應管，圖1B為低壓MOS場效應管。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
本發明方法的主要原理是，如果在運用淺溝道隔離工藝(STI)的MOS場效應管中存在較為嚴重的反窄溝道效應，該晶體管的閾值電壓(Vt)會下降。這主要是因為反窄溝道效應等效于在“主晶體管”兩側靠近硅區域與淺溝道隔離區域交界處的地方并聯附加了兩個閾值電壓(Vt)相對較低的“寄生晶體管”。因此對于中壓和低壓MOS晶體管來說，在靠近淺溝道隔離區的晶體管硅區域邊緣部分都分別增加了一次額外的阱/閾值電壓(Vt)調節離子注入，就能有效地同時提高中壓和低壓MOS晶體管的“寄生晶體管”的閾值電壓(Vt)，從而同時提高它們總MOS晶體管的閾值電壓(Vt)。本發明方法即在常規工藝基礎上修改中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入/閾值電壓(Vt)調節離子注入光刻板版圖，使得在低壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分額外注入中壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓(Vt)調節離子注入，并在中壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分將額外注入低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓(Vt)調節離子注入如圖1所示，是本發明一個具體實施例的MOS場效應管光刻板版圖示意圖。對于中壓MOS晶體管來說，如圖1A所示，低壓阱/Vt調節離子注入區的幾何參數“a”和“b”分別定義為該區域在中壓MOS晶體管硅區域里的寬度和該區域在中壓MOS晶體管硅區域外，即淺溝道隔離區域里的寬度。對于低壓MOS晶體管來說，如圖1B所示，中壓阱/Vt調節離子注入區的幾何參數“c”和“d”分別定義為該區域在低壓MOS晶體管硅區域里的寬度和該區域在低壓MOS晶體管硅區域外，即淺溝道隔離區域里的寬度。參數“a”“b”“c”“d”需要根據中壓和低壓晶體管反窄溝道效應的嚴重程度，中壓和低壓晶體管的阱離子注入/閾值電壓(Vt)調節離子注入的具體注入條件，中壓和低壓晶體管的綜合器件特性(包括源漏-襯底PN結漏電和擊穿特性等)，以及相關的版圖設計規則進行優化并決定。
總結以上過程，本發明方法首先根據中壓和低壓晶體管反窄溝道效應的嚴重程度、中壓和低壓晶體管的阱離子注入/閾值電壓調節離子注入的具體注入條件、中壓和低壓晶體管的綜合器件特性(包括源漏-襯底PN結漏電和擊穿特性等)以及相關的版圖設計規則對前述幾何參數“a”“b”“c”“d”進行優化并確定；然后，對相應的中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入/閾值電壓(Vt)調節離子注入光刻板版圖進行修改；最后，制作光刻板并按照常規工藝流程進行流片即可。
綜上所述，本發明方法在常規工藝基礎上修改中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入光刻板版圖，將在低壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分額外注入中壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，在中壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分額外注入低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，可以同時有效緩解低壓和中壓MOS晶體管的反窄溝道效應。
權利要求
1.一種緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法，其特征在于，首先確定中壓MOS晶體管的低壓阱和閾值電壓調節離子注入區域，即該注入區域在該MOS晶體管硅區域里的寬度(a)和該注入區域在該中壓MOS晶體管硅區域外即淺溝道隔離區域里的寬度(b)；確定低壓MOS晶體管的中壓阱和閾值電壓調節離子注入區域，即該注入區域在該低壓MOS晶體管硅區域里的寬度(c)和該注入區域在該低壓MOS晶體管硅區域外即淺溝道隔離區域里的寬度(d)；然后，修改相應的中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入光刻板版圖，以在低壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分進行中壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，并在中壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分進行低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入；最后，制作光刻板并進行流片。
2.根據權利要求1所述緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法，其特征在于，所述中壓MOS晶體管的低壓阱和閾值電壓調節離子注入區域及低壓MOS晶體管的中壓阱和閾值電壓調節離子注入區域應當根據中壓和低壓晶體管反窄溝道效應的嚴重程度、中壓和低壓晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入的具體注入條件、中壓和低壓晶體管的綜合器件特性以及版圖設計規則確定。
3.根據權利要求2所述緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法，其特征在于，所述中壓和低壓晶體管的綜合器件特性包括源漏-襯底PN結漏電和擊穿特性。
全文摘要
本發明公開了一種緩解MOS場效應管反窄溝道效應的方法，首先確定中壓MOS晶體管的低壓阱和閾值電壓調節離子注入區域；確定低壓MOS晶體管的中壓阱和閾值電壓調節離子注入區域；然后，修改相應的中壓和低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入光刻板版圖，以在低壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分進行中壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入，并在中壓MOS晶體管靠近淺溝道隔離區的硅區域邊緣部分進行低壓MOS晶體管的阱離子注入和閾值電壓調節離子注入；最后，制作光刻板并進行流片。本發明可以同時有效緩解低壓和中壓MOS晶體管的反窄溝道效應。
文檔編號H01L21/266GK1979784SQ200510111300
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月8日 優先權日2005年12月8日
發明者伍宏, 陳曉波 申請人:上海華虹Nec電子有限公司