Esd防護器件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種ESD防護器件及其制備方法，包括：提供襯底，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸；在所述溝槽中填充應(yīng)力層；對所述應(yīng)力層進行摻雜。由此方法制得的ESD防護器件，能夠有效的降低ESD防護器件的觸發(fā)電壓，有效地提升了ESD防護器件的性能。
【專利說明】￡50防護器件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種230防護器件及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造工藝水平進入集成電路線寬的深亞微米時代后，集成電路中的108元件都采用0)0 (11^17結(jié)構(gòu)，并且硅化物工藝已廣泛應(yīng)用于103元件的擴散層上，同時為了降低柵極多晶的擴散串聯(lián)電阻，采用了多晶化合物的制造工藝。此外隨著集成電路元件的縮小，103元件的柵極氧化層厚度越來越薄，這些制造工藝的改進可大幅度提高集成電路內(nèi)部的運算速度，并可提高電路的集成度。但是這些工藝的改進帶來了一個很大的弊端，即使得集成電路更容易遭受到靜電沖擊而失效，從而造成產(chǎn)品的可靠性下降。
[0003]基于這一問題，￡30 (￡1601:1-081:81:10防護器件被運用到集成電路中，其主要作用是，當電壓達到閾值后，即被觸發(fā)，從而將電壓旁路，以避免對電路的損害。
[0004]歷經(jīng)發(fā)展，230防護器件出現(xiàn)了諸如230注入工藝。其原理是在同一電路上做出兩種不同的匪03元件，一種是給內(nèi)部電路單元使用，具有0)0結(jié)構(gòu)的匪03元件；另一種是給
I/ 0使用，不具有0)0結(jié)構(gòu)的匪03元件。但利用230注入過程做的元件擁有較深的結(jié)面深度，故會有較嚴重的橫向擴散作用，并且，隨著薄型化的發(fā)展，使得230注入也面臨著“多此一舉”的困境。此外利用230注入工藝做的匪03元件與0)0結(jié)構(gòu)的匪03元件不同，故需要額外的處理及設(shè)計來提取這種230注入工藝匪03元件的參數(shù)，以利于電路模擬與設(shè)計工作的進行。
[0005]為此，目前亟需一種新的230防護器件，至少能夠解決在進行薄型化生產(chǎn)時，提高280防護器件的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種￡30防護器件及其制備方法，提高￡30防護器件的性倉泛。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，一種￡30防護器件的制備方法，包括:
[0008]提供襯底，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0009]在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸；
[0010]在所述溝槽中填充應(yīng)力層；
[0011〕 對所述應(yīng)力層進行摻雜。
[0012]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，所述源極處的溝槽底部橫截面形狀呈梯形，所述漏極處的溝槽底部橫截面形狀呈三角形。
[0013]可選的，對于所述的￡30防護器件的制備方法，所述溝槽的深度為3011111-10011111。
[0014]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，在形成柵極結(jié)構(gòu)之前，還包括:
[0015]在所述襯底上的源極處和漏極處進行輕摻雜工藝。
[0016]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，所述柵極結(jié)構(gòu)包括側(cè)墻，所述輕摻雜延伸至所述側(cè)墻下方。
[0017]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，采用濕法或者濕法和干法結(jié)合的工藝形成所述溝槽。
[0018]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，所述濕法工藝為采用氟化氫、溴化氫和乙醇的混合液進行刻蝕。
[0019]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，所述應(yīng)力層包括鍺和碳。
[0020]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，對所述應(yīng)力層進行摻雜為摻雜8和8？2。
[0021]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，所述摻雜濃度為5618?5620/挪3。
[0022]可選的，對于所述的230防護器件的制備方法，在所述對應(yīng)力層進行摻雜后，還包括:
[0023]對所述襯底進行退火工藝。
[0024]本發(fā)明還提供一種230防護器件，包括:
[0025]襯底，位于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu)；
[0026]位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)源漏極處的應(yīng)力層；
[0027]其中，所述應(yīng)力層經(jīng)過摻雜處理，所述漏極處的應(yīng)力層尺寸小于位于源極處的應(yīng)力層尺寸。
[0028]可選的，對于所述的230防護器件，所述柵極結(jié)構(gòu)包括側(cè)墻，所述應(yīng)力層邊緣的側(cè)墻下方區(qū)域具有輕摻雜區(qū)。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的230防護器件及其制備方法中，在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸；在所述溝槽中填充應(yīng)力層；并對所述應(yīng)力層進行摻雜。相比現(xiàn)有技術(shù)，使得230防護器件的觸發(fā)電壓降低，有效地提升了 230防護器件的性能，使得其作用大大提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明一實施例中230防護器件的制備方法的流程圖；
[0031]圖2-圖6為本發(fā)明一實施例中￡30防護器件的制備方法中的￡30防護器件結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的230防護器件及其制備方法進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0033]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當認為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0034]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0035]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種￡30防護器件的制備方法，包括:
[0036]步驟3101，提供襯底，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0037]步驟3102，在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸；
[0038]步驟3103，在所述溝槽中填充應(yīng)力層；
[0039]步驟3104，對所述應(yīng)力層進行摻雜。
[0040]基于上述思想，本發(fā)明可以獲得一種230防護器件，所述230防護器件包括:襯底，位于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)源漏極處的應(yīng)力層；其中，所述應(yīng)力層經(jīng)過摻雜處理，所述漏極處的應(yīng)力層尺寸小于位于源極處的應(yīng)力層尺寸。
[0041]本發(fā)明通過在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸；在所述溝槽中填充應(yīng)力層；并對所述應(yīng)力層進行摻雜。使得230防護器件的觸發(fā)電壓降低，有效地提升了 230防護器件的性能。
[0042]以下列舉所述230防護器件及其制備方法的較優(yōu)實施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應(yīng)當明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0043]請結(jié)合圖1以及圖2-圖6，具體說明本發(fā)明的230防護器件的制備方法。其中，圖1為本發(fā)明一實施例中230防護器件的制備方法的流程圖，圖2-圖6為本發(fā)明一實施例中280防護器件的制備方法中的￡30防護器件結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0044]首先，如圖2所示，進行步驟3101，提供襯底1。所述襯底1的構(gòu)成材料可以采用未摻雜的單晶硅、摻雜有雜質(zhì)的單晶硅、絕緣體上硅(301)等。作為示例，在本實施例中，襯底1選用單晶硅材料構(gòu)成。在所述襯底1中還可以形成有埋層(圖中未示出)等。此外，由于本230防護器件是采用匪03結(jié)構(gòu)，因此，還可以具有？阱(圖中未示出
[0045]接著，請結(jié)合圖2，在形成柵極結(jié)構(gòu)2之前，在所述襯底1的源極處3和漏極處0進行輕摻雜(0)0)工藝，例如可以是進行8摻雜，摻雜濃度可以是1619?1621/挪3。為了達到較好的效果，摻雜時要延伸到襯底1上形成柵極結(jié)構(gòu)2的側(cè)墻21處。
[0046]然后在所述襯底1上形成柵極結(jié)構(gòu)2，如圖3所示。作為一個示例，所述柵極結(jié)構(gòu)2可包括自下而上依次層疊的柵極介電層、柵極材料層和柵極掩膜層等(未具體圖示所述柵極結(jié)構(gòu)2還包括位于所述柵極介電層、柵極材料層和柵極掩膜層兩側(cè)的側(cè)墻21，所述側(cè)墻21可以是多層結(jié)構(gòu)，例如是包括偏移側(cè)墻(0:1^861:,通?？梢允堑蕖怠⒏采w所述偏移側(cè)墻的主側(cè)墻氧化層及覆蓋所述主側(cè)墻氧化層的主側(cè)墻氮化硅層這樣的結(jié)構(gòu)。
[0047]接著，進行步驟3102，在所述柵極2兩側(cè)的襯底1中形成溝槽4，位于漏極處0的溝槽4的尺寸小于位于源極處3的溝槽4的尺寸，如圖3所示。具體來說，如圖4所示的截面圖，所述源極處3的溝槽4底部截面形狀呈梯形，所述漏極處0的溝槽4底部截面形狀呈三角形，即圖4中虛線下方所示的形狀。在采用這種源極處3及漏極處0的溝槽4尺寸不同的結(jié)構(gòu)下，能夠使得漏極結(jié)具有更強的局部電場，在加電壓的情況下可以產(chǎn)生更多的反向電流，從而有利于降低觸發(fā)電壓。較優(yōu)的，所述溝槽4的深度為30^-100=%例如可以是4011111、5511111，7011111、9011111等，可以依據(jù)不同的器件需求，改變溝槽4的深度。
[0048]所述溝槽4的形成通常可以采用濕法加工形成，或者也可以采用濕法和干法相結(jié)合的工藝形成。在本實施例中，采用濕法加工形成，所述濕法工藝為采用氟化氫(冊?、溴化氫(耶!")和乙醇((?⑶0?)的混合液進行刻蝕。
[0049]然后，進行步驟3103，在所述溝槽中填充應(yīng)力層5，如圖5所示。所述應(yīng)力層的材料例如可以是包括鍺((?)和碳⑴)。形成鍺和碳的過程可以采用現(xiàn)有工藝進行，本發(fā)明對此不做贅述。
[0050]接著，進行步驟3104，對所述應(yīng)力層5進行摻雜，如圖6所示所述應(yīng)力層5’為經(jīng)過摻雜后的應(yīng)力層。優(yōu)選的，所述對所述應(yīng)力層5進行摻雜為摻雜8和8？2，所述摻雜濃度可以為5618?5620/(^3.以便降低源漏電阻，避免器件工作特性被降低，然后，在所述對應(yīng)力層5進行摻雜后，還可以進一步對所述襯底1進行退火工藝。
[0051]請繼續(xù)參考圖6，在經(jīng)過上述過程后，得到一230防護器件，包括:襯底1，位于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu)2 ；位于所述柵極結(jié)構(gòu)2兩側(cè)源極處3和漏極處0的應(yīng)力層5’ ；其中，所述應(yīng)力層5’經(jīng)過摻雜處理，所述漏極處0的應(yīng)力層5’尺寸小于位于源極處3的應(yīng)力層5’尺寸。所述柵極結(jié)構(gòu)2包括側(cè)墻21，所述應(yīng)力層5’邊緣的側(cè)墻21下方區(qū)域具有輕摻雜區(qū)3。
[0052]本發(fā)明提供的230防護器件及其制備方法，本發(fā)明提供的￡30防護器件及其制備方法中，在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸；在所述溝槽中填充應(yīng)力層；并對所述應(yīng)力層進行摻雜。相比現(xiàn)有技術(shù)，使得230防護器件的觸發(fā)電壓降低，經(jīng)實驗表明，采用本發(fā)明的230防護器件，能夠使得觸發(fā)電壓降低約1/3，從而有效地提升了 230防護器件的性能，使得其作用大大提高。
[0053]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種ESD防護器件的制備方法,包括: 提供襯底，在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)； 在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成溝槽，位于漏極處的溝槽尺寸小于位于源極處的溝槽尺寸； 在所述溝槽中填充應(yīng)力層； 對所述應(yīng)力層進行摻雜。
2.如權(quán)利要求1所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，所述源極處的溝槽底部截面形狀呈梯形，所述漏極處的溝槽底部截面形狀呈三角形。
3.如權(quán)利要求2所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，所述溝槽的深度為30nm-100nmo
4.如權(quán)利要求1所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，在形成柵極結(jié)構(gòu)之前，還包括: 在所述襯底上的源極處和漏極處進行輕摻雜工藝。
5.如權(quán)利要求4所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括側(cè)墻，所述輕摻雜延伸至所述側(cè)墻下方。
6.如權(quán)利要求1所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，采用濕法或者濕法和干法結(jié)合的工藝形成所述溝槽。
7.如權(quán)利要求6所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，所述濕法工藝為采用氟化氫、溴化氫和乙醇的混合液進行刻蝕。
8.如權(quán)利要求1所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，所述應(yīng)力層包括鍺和碳。
9.如權(quán)利要求1所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，對所述應(yīng)力層進行摻雜為摻雜B和BF2。
10.如權(quán)利要求9所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，所述摻雜濃度為5el8 ?5e20/cm3。
11.如權(quán)利要求1所述的ESD防護器件的制備方法，其特征在于，在所述對應(yīng)力層進行摻雜后，還包括: 對所述襯底進行退火工藝。
12.由權(quán)利要求1-11中任意一項所述的ESD防護器件的制備方法得到的ESD防護器件，包括: 襯底,位于所述襯底上的柵極結(jié)構(gòu)； 位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)源漏極處的應(yīng)力層； 其中，所述應(yīng)力層經(jīng)過摻雜處理，所述漏極處的應(yīng)力層尺寸小于位于源極處的應(yīng)力層尺寸。
13.如權(quán)利要求12所述的ESD防護器件，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)包括側(cè)墻，所述應(yīng)力層邊緣的側(cè)墻下方區(qū)域具有輕摻雜區(qū)。
【文檔編號】H01L21/336GK104465626SQ201310438760
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】趙猛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司