[发明专利]改善半导体元器件性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元器件的制造技术，尤其是指一种改善半导体元器件性能的方法。

背景技术

随着半导体制造工艺的不断完善，半导体元器件的特征尺寸(CD)也变得越来越小。然而，当半导体元器件中的沟道长度缩短到可与源极和漏极的耗尽层宽度之和相比拟时，沟道边缘(如源极、漏极以及绝缘区边缘)所造成的扰动将变得更为显著，半导体器件的性能也将因此而偏离原有的长沟道特性(也即沟道长度远大于源极和漏极的耗尽层宽度之和时的特性)。例如，在短沟道条件中，阈值电压(即栅极的开启电压)会随漏极电压的增加而降低，从而对元器件的阈值电压控制以及元器件漏电等器件特性造成不利影响。上述这种因沟道长度缩短而发生的对元器件特性的影响，通常称为短沟道效应(SCE，ShortChannel Effect)。另一方面，当半导体元器件中的沟道宽度窄到可与源和漏的耗尽层宽度相比拟时，半导体元器件将发生偏离宽沟道的行为，这种由窄沟道宽度引起的对器件性能的影响称为窄沟道效应(NWE，Narrow Width Effect)。由于沟道的宽度变窄而导致阈值电压的增加，是窄沟道效应的重要表现形式，这与半导体衬底中耗尽区沿沟道宽度的横向扩展有关。

由于上述的短沟道效应和窄沟道效应都将对半导体元器件的性能产生不利影响，且增加了处理过程的复杂度，使得所获得的元器件难以满足设计中所需的规格，因此上述两个效应已经成为半导体元器件制造工艺发展中的障碍。为了尽量消除或减小上述两个效应所带来的不利影响，人们引入了多种新的进程和技术来改善上述的SCE和NWE所带来的不利影响。例如，通过使用组合注入(co-implant)技术、快速退火(spike anneals)、闪式退火(flash anneals)或激光退火(laser anneals)技术，在源漏扩展(SDE，Source Drain Extension)结构或浅沟槽隔离(STI，Shallow Trench Isolation)结构中形成相应的浅结(ShallowJunction)，从而对有源区(AA，Active Area)的压应力(stress)进行控制，以减小SCE和NWE对半导体元器件所产生的不利影响。

由此可知，如何对SCE和NWE进行较好的控制，从而改善半导体元器件的性能，已成为半导体制造工艺发展中的迫切需要。

发明内容

本发明提供了一种改善半导体元器件性能的方法，从而可减小SCE和NWE对半导体元器件所产生的不利影响，改善半导体元器件的性能。

为达到上述目的，本发明中的技术方案是这样实现的：

一种改善半导体元器件性能的方法，该方法包括：

预先指定半导体元器件制造工艺中的至少一个工艺过程；

对所述预先指定的工艺过程进行降低热预算的操作。

所述预先指定的工艺过程包括：

原位蒸汽发生工艺过程、快速热氧化工艺过程、牺牲氧化层沉积工艺过程中的任意一个或多个工艺过程。

当所述预先指定的工艺过程包括原位蒸汽发生工艺过程时，所述对所述预先指定的工艺过程进行降低热预算的操作包括：

减小所述原位蒸汽发生工艺过程中衬氧化层的厚度。

所述减小后的衬氧化层的厚度为50～105埃。

当所述预先指定的工艺过程包括快速热氧化工艺过程时，所述对所述预先指定的工艺过程进行降低热预算的操作包括：

降低所述快速热氧化工艺过程中的温度。

所述降低后的快速热氧化工艺过程中的温度为550～1050摄氏度。

当所述预先指定的工艺过程包括牺牲氧化层沉积工艺过程时，所述对所述预先指定的工艺过程进行降低热预算的操作包括：

不进行所述牺牲氧化层沉积工艺过程

综上可知，本发明中提供了一种改善半导体元器件性能的方法。在所述改善半导体元器件性能的方法中，由于可预先指定半导体元器件制造工艺中的至少一个工艺过程，并对所述预先指定的工艺过程进行降低热预算(ThermalBudget)的操作，降低整个半导体元器件制造工艺中的热预算的总量，从而可减小SCE和NWE对半导体元器件所产生的不利影响，改善半导体元器件的性能。

附图说明

图1为浅沟道隔离结构的制造方法的流程示意图。

图2为本发明中改善半导体元器件性能的方法的流程示意图。

图3为本发明实施例一中的半导体元器件性能改善效果示意图，包括图3(a)和图3(b)。

图4为本发明实施例二中的半导体元器件性能改善效果示意图，包括图4(a)和图4(b)。