專利名稱：提高溝槽mos器件的性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溝槽MOS器件的制備方法，具體涉及一種具垂直溝槽的溝槽型 MOS器件的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有溝槽MOSFET器件中(見(jiàn)圖1)，采用襯底面為(100)晶面的器件，其溝槽側(cè)壁 為與襯底面垂直的(100)晶面，垂直程度有5度以內(nèi)的誤差，為在柵極下面直接長(zhǎng)一層?xùn)?氧，即在溝槽內(nèi)壁直接生長(zhǎng)柵氧，使得表面懸浮鍵多，且在P型多晶硅中硼離子可能會(huì)穿透 柵氧化層，影響MOS器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高溝槽MOS器件的性能的方法，它可以 有效的提高溝槽型MOS器件的性能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提高溝槽MOS器件的性能的方法，該MOS器件的襯底 面為(100)晶面，溝槽的側(cè)壁為垂直于襯底面的(100)晶面。在溝槽MOS器件的制備過(guò)程 中，刻蝕形成溝槽之后，柵氧淀積之前，增加氮離子注入至溝槽內(nèi)壁的步驟，在溝槽內(nèi)壁形 成氮注入?yún)^(qū)。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是通過(guò)在生長(zhǎng)柵氧前進(jìn)行氮注入，溝槽側(cè)壁100晶 向的注入氮，再生長(zhǎng)柵氧可使界面陷阱減少，并有效抑制熱載流子效應(yīng)，因此有效的提高溝 槽MOS器件的性能；也可阻擋PMOS的P型多晶硅中的硼穿透柵氧化層向溝道擴(kuò)散，大大改 善其閾值電壓穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1為傳統(tǒng)的溝槽MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施本發(fā)明的方法所制備的溝槽MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的方法中溝槽刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的方法中氮注入的示意圖；圖5為本發(fā)明的方法中柵形成之后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的提高垂直溝槽的溝槽型MOS器件的性能的方法，該MOS器件所用的襯底 面為(100)晶面，溝槽側(cè)壁的垂直程度有5度以內(nèi)的誤差，在溝槽MOS器件的制備過(guò)程中， 刻蝕形成溝槽之后，柵氧淀積之前，增加氮離子注入至溝槽內(nèi)壁的步驟，在溝槽內(nèi)壁形成氮 注入?yún)^(qū)。具體的制備流程為
1)選取表面為(100)晶面的襯底，襯底缺口(notch)方向?yàn)?100)；設(shè)計(jì)版圖時(shí)， 溝槽順著notch方向或者與notch方向垂直。這樣使得溝槽側(cè)壁為與襯底面垂直的(100) 晶面。在(100)襯底面上形成漏區(qū)、漂移區(qū)和體區(qū)，之后為在硬掩膜層的保護(hù)下進(jìn)行溝槽刻 蝕(見(jiàn)圖3)；2)接著進(jìn)行氮離子注入到溝槽內(nèi)壁(見(jiàn)圖4)。氮注入步驟中，氮離子注入能量為 IKev 2000Kev，注入時(shí)離子束與襯底垂直軸的夾角范圍為1 89°。注入之后還可進(jìn)行 退火處理，退火處理的溫度為300 1200°C，處理時(shí)間為1秒-10小時(shí)。3)而后進(jìn)行常規(guī)的柵氧生長(zhǎng)，多晶硅淀積和回刻形成柵(見(jiàn)圖幻，以及源區(qū)注入 和后續(xù)金屬化工藝，最終形成如圖2所示的溝槽型MOS晶體管結(jié)構(gòu)。選取表面為(100)晶面，notch為(100)的襯底使得溝槽側(cè)壁面的也為(100)晶 面。本發(fā)明的方法，通過(guò)在生長(zhǎng)柵氧前進(jìn)行氮注入，溝槽側(cè)壁100晶向的注入氮，再生長(zhǎng)柵 氧可使界面陷阱減少，并有效抑制熱載流子效應(yīng)，也可阻擋P型多晶硅中的硼穿透柵氧化 層向溝槽擴(kuò)散，因此有效的提高溝槽MOS器件的性能。
權(quán)利要求
1.一種提高溝槽MOS器件的性能的方法，所述MOS器件的襯底面為(100)晶面，溝槽 側(cè)壁為與襯底面垂直的(100)晶面，所述溝槽側(cè)壁的垂直程度有5度以內(nèi)的誤差，其特征在 于在所述溝槽MOS器件的制備過(guò)程中，刻蝕形成溝槽之后，柵氧淀積之前，增加氮離子注 入至所述溝槽內(nèi)壁的步驟，在所述溝槽內(nèi)壁形成氮注入?yún)^(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高溝槽MOS器件的性能的方法，其特征在于所述MOS器 件的制備中選取表面為(100)晶面的襯底，所述襯底缺口方向?yàn)?100)；在設(shè)計(jì)版圖時(shí)，溝 槽順著方向或者與襯底缺口方向垂直畫(huà)出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高溝槽MOS器件的性能的方法，其特征在于所述氮注入 步驟中，氮離子注入能量為=IKev 2000Kev，注入時(shí)離子束與襯底垂直軸的夾角范圍為 1 89°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高溝槽MOS器件的性能的方法，其特征在于還包括在注 入后進(jìn)行退火處理的步驟，所述退火處理的溫度為300 1200°C，處理時(shí)間為1秒-10小 時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高溝槽MOS器件的性能的方法。所述MOS器件的襯底面為(100)晶面，溝槽側(cè)壁為與襯底面垂直的(100)晶面，垂直程度可有5度以內(nèi)的誤差；該方法為在所述溝槽MOS器件的制備過(guò)程中，刻蝕形成溝槽之后，柵氧淀積之前，增加氮離子注入至溝槽內(nèi)壁的步驟，在溝槽內(nèi)壁形成氮注入?yún)^(qū)。氮注入到溝槽側(cè)壁能使得溝道和柵氧界面間的懸浮鍵減少，提高器件的性能；而對(duì)PMOS，氮注入可有效抑制多晶硅中的硼離子穿透柵氧向器件溝道擴(kuò)散，使其閾值電壓穩(wěn)定性大大提高。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102104000SQ20091020196
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者王軍明, 金勤海 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司