[发明专利]袋形注入区的离子注入方法及MOS晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及形成MOS晶体管袋形注入区的离子注入方法及MOS晶体管的制造方法。

背景技术

随着半导体器件向高密度和小尺寸发展，金属-氧化物-半导体(MOS)晶体管是主要的驱动力。而驱动电流和热载流子注入是MOS晶体管设计中最为重要的两个参数。传统设计通过控制栅氧化层、沟道区域、阱区域、源/漏延伸区的掺杂形状、袋形注入(pocket implant)区以及源/漏极注入形状和热预算等等来获得预料的性能。

随着MOS器件的沟道长度变短，源/漏极耗尽区之间过于接近，会导致出现不希望的穿通(punch through)电流，产生了短沟道效应。因此，本领域的技术人员通常采用轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)结构，形成源/漏延伸区，在源/漏延伸区植入较重的掺杂离子例如砷离子以形成超浅结，以提高器件的阈值电压Vt并有效控制器件的短沟道效应。并且，对于0.18um以下尺寸的半导体器件，会在源/漏延伸区附近形成包围源/漏延伸区的袋形注入区(pocket/halo)。袋形注入区的存在可以减小耗尽区的耗尽程度，以产生较小的穿透电流。

但是，轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)结构的掺杂离子种类与半导体衬底或者形成MOSFET区域的掺杂阱的导电类型不同，而袋形注入区域的导电类型与半导体衬底或者形成MOSFET区域的掺杂阱的导电类型相同，因此，在源/漏延伸区和袋形注入区之间会产生PN结，在轻掺杂漏极结构与袋形注入区内的掺杂离子密度都比较高的情况下，产生结漏电。

关于形成袋形注入区的更多细节可以在中国发明专利第200610030636.6号所公开的内容中找到。

但是，随着半导体器件尺寸的进一步减小，如何控制MOS晶体管的结电容C_j0成为业界的又一需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何控制MOS晶体管的结电容。

为解决上述问题，本发明提供一种形成MOS晶体管袋形注入区的离子注入方法，包括步骤：将所述晶圆以通过晶圆中心且垂直于晶圆的直线为轴旋转第一角度；进行形成袋形注入区的源/漏区离子注入；将所述晶圆以所述直线为轴旋转第二角度，旋转第二角度的方向与旋转第一角度的方向相同；保持离子注入的方向不变，重复进行形成袋形注入区的源/漏区离子注入和旋转第二角度的步骤，直至晶圆回到旋转第一角度后的状态。

可选地，所述晶圆的晶向指数为<100>，所述第一角度为30至40度或50至60度。

可选地，所述第二角度为90度、45度或22.5度。

可选地，所述离子注入的方向与晶圆成60度至90度。

可选地，旋转第二角度的总和为360度。

根据本发明的另一方面，提供一种MOS晶体管的制造方法，包括步骤：在半导体衬底上形成栅极结构；在栅极结构两侧的半导体衬底中进行源/漏延伸区注入；将所述晶圆以通过晶圆中心且垂直于晶圆的直线为轴旋转第一角度；进行形成袋形注入区的源/漏区离子注入；将所述晶圆以所述直线为轴旋转第二角度，旋转第二角度的方向与旋转第一角度的方向相同；保持离子注入的方向不变，重复进行形成袋形注入区的源/漏区离子注入和旋转第二角度的步骤，直至晶圆回到旋转第一角度后的状态；在栅极结构两侧的半导体衬底中形成源/漏极。

可选地，所述晶圆的晶向指数为<100>，所述第一角度为30至40度或50至60度。

可选地，所述第二角度为90度、45度或22.5度。

可选地，所述离子注入的方向与晶圆成60度至90度。

可选地，旋转第二角度的总和为360度。

与现有技术相比，本发明可以控制MOS晶体管的结电容。

另外，本发明创造性地选择了形成袋形注入区的离子注入的初始旋转角度，找到了可以进一步减小MOS晶体管结电容的工艺参数。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例制造MOS晶体管的流程图；

图2至图7为根据上述流程制造MOS晶体管的示意图；

图8为第一角度β与制成的MOS晶体管结电容之间的关系图。

具体实施方式

本发明的发明人发现，在进行袋形注入区掺杂时，初始旋转角度的不同会影响所制成的MOS晶体管的结电容。

基于上述考虑，在具体实施方式的以下内容中，提供一种MOS晶体管的制造方法，如图1所示，包括步骤：

S101，提供晶圆；

S102，在晶圆上形成栅极结构；