专利名称：：高压器件的制造方法
技术领域：
：本发明总体上涉及一种高压器件的制造方法，更具体而言，设计一种表现出高击穿电压和低漏电流特性的高压器件的制造方法。
背景技术：
：要想使半导体器件工作，必需提供电能。为了降低能耗有人开发出了在低电压下工作的半导体器件。但是，半导体器件内部需要的电压可能高于所提供的电压。例如，在闪速存储器件中，在写入或擦除操作中采用的电压高于外部提供的电源电压。因此，通过抽运操作(pumpingoperation)提高所提供的外部电源电压的电平，由此产生高压。半导体器件几乎总是包括晶体管。可以将晶体管划分为以低压工作的低压晶体管和以高压工作的高压晶体管。采用不同的方法将高压晶体管的结区(例如源极或漏极)形成为具有与低压晶体管不同的形状。此外，在高压作用下，可能在高压晶体管内引起一些问题，而这些问题在低压晶体管中是不存在的。例如，与低压晶体管相比，高压晶体管要求高击穿电压特性。此外，在高压晶体管中，必需使漏电流降至最低。随着集成度的提高，缩短了沟道长度，从而将产生漏电流。此外，如果结区和形成于结区上的接触芯杆(plug)之间具有高接触电阻，那么将产生电压降，因而不能有效传递高压。
发明内容一种制造高压器件的方法提供了形成有浅结的高压器件。所述高压器件显示出高击穿电压特性、低漏电流特性和增强的电阻接触特性。在一个实施例中，一种制造高压器件的方法包括在半导体衬底中形成结区。在所述半导体衬底之上形成绝缘层。蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述结区。向所述暴露的结区内注入砷(As),以形成芯杆离子注入区。在已经注入了砷的所述芯杆离子注入区上形成芯杆。在另一个实施例中，一种制造高压器件的方法包括在半导沐衬底中形成结区。在所述半导体衬底之上形成绝缘层。蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述结区。向所述暴露的结区内注入锑(Sb)，以形成芯杆离子注入区。在已经注入了锑的所述芯軒离子注入区上形成芯杆。在另一个实施例中，一种制造高压器件的方法包括在半导体衬底中形成晶体管。在所述半导体衬底之上形成绝缘层。蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述晶体管。向所述暴露的结区内注入砷，以形成芯杆离子注入区。在在又一个实施例中，一种制造高压器件的方法包括在半导体衬底中形成晶体管。在所述半导体衬底之上形成绝缘层。蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述晶体管。向所述暴露的结区内注入锑，以形成芯杆离子注入区。在已经注入了锑的所述芯杆离子注入区上形成芯杆。附图"i兑明图1A到图1D是说明根据本发明实施例的高压器件的制造方法的截面图。图2A到图2D是说明根据本发明另一实施例的高压器件的制造方法的截面图。图3是示出了通过芯杆离子注入工艺注入的砷和磷的浓度差异的特征图。图4是示出了在通过芯杆离子注入工艺注入砷和磷时击穿电压的差异的特征图。具体实施例方式将参考附图描述具体实施例。图1A到图1D是说明根据本发明实施例的高压器件的制造方法的截面图。参考图1A,在其内形成了阱(未示出)和绝缘层(未示出)的半导体衬底100的有源区内形成晶体管。在半导体衬底100之上形成栅极绝缘层102和栅极104。在位于栅极104的边缘处的半导体衬底100内形成第一结区106。第一结区106变成了晶体管的源极/漏极，形成于阱区内的第二结区(未示出)变成了阱4合耳又区(wellpick-upregion)。在栅极104的侧壁上形成间隔体108。就NMOS晶体管而言，可以通过注入磷或砷(As)的5价杂质形成第一结区106。在一个实施例中，可以通过在大约70KeV的能量下，以5.0x1012atoms/cm2(原子/平方厘米)或更小的;农度注入5^介杂质形成第一结区106。ji匕夕卜，可以在S走4争半导体一十底100的同时，以大约3度到大约7度的角注入5价杂质，由此形成第一结区106。可以将第一结区106形成至接触栅极104的底部边缘的程度。参考图1B，在半导体衬底IOO之上形成绝缘层112。蚀刻绝缘层112的一部分，以暴露第一结区106,由此形成接触孔114。参考图1C,在通过接触孔114暴露的第一结区106上执行芯杆离子注入工艺，由此形成芯杆离子注入区116。芯杆离子注入区116提高了与将在下述后续过程中形成的芯杆之间的粘附特性。通过注入能够形成电阻接触的杂质形成芯杆离子注入区116。可以通过注入砷形成芯杆离子注入区116。在一个实施例中，通过在大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量下，以大约1.0xlO'Stoms/cm2到大约5.0x10"atoms/cm2的浓度注入砷形成芯杆离子注入区116。优选垂直注入砷。或者，可以注入锑(Sb)来替代砷。可以通过在大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量下，以大约1.0x10"atoms/cm2到大约5.0x1014atoms/cm2的浓度注入锑形成芯杆离子注入区116。在形成芯杆离子注入区116之后，执行退火过程来激活注入杂质(砷或锑)。可以在大约900到大约950摄氏度的温度范围内，采用快速热处理执行所述退火过程。参考图1D，在位于芯杆离子注入区116上的每一接触孔114内形成芯杆118。可以采用多晶硅或鴒形成芯杆118。在绝缘层112的表面上形成导电层(例如多晶硅或鴒)，以填充接触孔114之后，执行蚀刻过程，从而使所述导电层保留在接触孔114内。所述导电层可以具有宽于接触孔114的宽度的宽度。还可以通过以特定图案使导电层保留于绝缘层112上形成金属线。在通过根据上述方法注入砷或锑形成芯杆离子注入区116之后，形成芯杆118。因此，通过芯杆离子注入区116形成了电阻接触，由此降低了接触电阻。或者，可以注入具有低扩散率的砷或锑来替代磷，以形成芯杆离子注入区116。因此，与注入磷相比，可以形成浅结，并且可以获得高击穿电压特性、低漏电流特性和增强的电阻接触特性。在下文中将参考图3和图4描述所述特性差异。图2A到图2D是示出了根据本发明另一实施例的高压器件的制造方法的截面图。参考图2A,在其内形成了阱(未示出)和绝缘层(未示出)的半导体衬底200的有源区内形成晶体管。在半导体衬底200之上形成栅极绝缘层:202和栅极204。在接近栅极204的边缘处的半导体衬底200内形成第一结区206。第一结区206是用于形成轻掺杂漏极结构的结区，其变成了晶体管的源极/漏极。在柵极204的侧壁上形成间隔体208。在接近间隔体208的边缘处的半导体衬底200内形成第二结区210。第一和第二结区206和210变成了晶体管的源极/漏极。就NMOS晶体管而言，通过注入诸如磷或砷的5价杂质形成第一和第二结区206和210。在半导体衬底200内以大于第一结区206的深度形成第二结区210。注入到第二结区210内的杂质的量大于注入到第一结区206内的量。在一个实施例中，可以通过在大约70KeV的能量下，以5.0x10"atoms/cm2或更小的浓度注入5价杂质形成第一和第二结区206和210。此外，可以在旋转半导体衬底200的同时，以大约3度到大约7度的角注入5价杂质，由此形成第一结区206。在接近栅极204的底部边缘的平面内形成第一结区206。参考图2B，在半导体衬底200之上形成绝缘层212。蚀刻掉绝缘层212的一部分，以形成接触孔214，从而暴露第一结区206的一部分。参考图2C,在通过接触孔214暴露的第一结区206上执行芯杆离子注入工艺，由此形成芯杆离子注入区216。芯杆离子注入区216提高了与将在下述后续过程中形成的芯杆之间的粘附特性。通过注入形成电阻接触的杂质形成芯杆离子注入区216。通过注入砷形成芯杆离子注入区216。在一个实施例中，通过在大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量下，以大约1.0x10"atoms/cm2到大约5.0x1014atoms/cm2的浓度注入砷形成芯杆离子注入区216。优选垂直注入砷。或者，可以注入锑来替代砷。可以通过在大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量下，以大约1.0x10"atoms/cm2到大约5.0x10"atoms/cm2的浓度注入锑形成芯杆离子注入区216。通过形成芯杆离子注入区216,使源极/漏极具有三重掺杂漏极结构，其由第一结区206、第二结区210和芯+f离子注入区216构成。在形成芯杆离子注入区216之后，执行退火过程来激活注入杂质(砷或锑)。可以在大约900到大约950摄氏度的温度范围内，采用快速热处理执行所述退火过程。参考图2D，在^立于芯^干离子注入区216上的每一一妄触孔214内形成芯杆218。可以采用多晶硅或鴒形成芯杆218。在绝缘层212的表面上形成导电层(多晶硅或鴒)，以填充接触孔214之后，执行蚀刻过程，从而使所述导电层保留在接触孔214内。所述导电层可以具有宽于接触孔214的宽度的宽度。还可以通过以特定图案使导电层保留于绝缘层216上形成金属线。图3是示出了通过芯杆离子注入工艺注入的砷和磷的浓度差异的特征图。参考图3，浓度曲线图A示出了在芯杆离子注入工艺的过程中注入磷，浓度曲线图B示出了在芯杆离子注入工艺的过程中注入砷。从两个曲线图A和B可以看出，就磷而言，其相对于热的扩散率优于砷。尽管在芯杆离子注入工艺的过程中，在浅深度下注入了磷，但是随着磷利用后续的热处理向半导体衬底内部扩散，降低了半导体衬底上的磷的表面浓度。相反，可以看出，就砷而言，由于相对于热的扩散特性差，因此半导体衬底的砷的表面浓度高于磷。此外，砷仅扩散至浅深度。相应地，在注入砷而不是磷时，可以在衬底表面保持高浓度，可以获得良好的电阻接触特性，并且可以在浅深度处形成芯杆离子注入区。类似地，在注入锑而不是砷时，与磷相比，芯杆离子注入区在浅深度处以高浓度形成于^N"底表面上。图4是示出了在通过芯杆离子注入工艺注入砷和磷时击穿电压的差异的特征图。参考图4,击穿特征图A示出了在芯杆离子注入工艺的过程中注入磷，击穿特征图B示出了在芯杆离子注入工艺的过程中注入砷。由两个曲线图A和图可以看出，在注入砷而不是磷时，击穿电压大约高出2到3V,可以获得良好的击穿特性。类似地，可以看出，在注入锑而不是砷时，与磷相比，可以获得高击穿电压特性。同时，下表中列举了在注入磷时以及在注入砷时所表现出的电特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上表示出了在沟道宽度为IO微米，沟道长度为0.9微米的情况下，在芯杆离子注入工艺过程中，以5x10"atoms/cm"的浓度注入磷和砷时的性能特征。从表中可以看出，在注入磷或者注入砷时，阈值电压和漏极饱和电流(1DS)没有显著差异。但是，可以看出，与注入砷时相比，在注入磷时，击穿电压大约高出2.5V。还可以看出，与磷相比，在注入砷时，漏电流降幅高达一半。这是因为，砷的扩散率低于磷的扩散率，从而使向栅极底部的水平扩散降至了最低。如果采用鴒形成芯杆，那么在芯杆离子注入过程中，可以通过注入砷而不是磷获得上述的良好特性。如上所述，根据本发明，晶体管具有形成于半导体衬底上的结区。在结区上形成接触芯杆之前，采用芯杆离子注入过程向结区内注入相对于热具有低扩散率的砷，由此形成电阻接触。因此，可以形成浅结，并获得高击穿电压特性、低漏电流特性和增强的电阻接触特性。本发明的上述实施例是非限制性的，仅用于举例说明。可能存在各种备选或等同方案。基于本公开，其他添加、替代和修改都是显而易见的，并且被规定为落在权利要求的范围内。本申请要求于2006年12月27日提交的韩国专利申请No.2006-106483的优先权，在此将其全文引入以供参考。权利要求1.一种制造高压器件的方法，所述方法包括在半导体衬底内形成结区；在所述半导体衬底之上形成绝缘层；蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述结区；向所述暴露的结区内注入5价杂质，以形成芯杆离子注入区；以及在所述芯杆离子注入区上形成芯杆。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述5价杂质为砷或锑。3.根据权利要求2所述的方法，其中，以处于大约l.Ox10l4atoms/cm2到大约5.0x1014atoms/cm2的范围内的浓度注入砷。4.根据权利要求2所述的方法，其中，以大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量注入砷。5.根据权利要求2所述的方法，其中，以处于大约l.Ox1014atoms/cm2到大约5.0x1014atoms/cm2的范围内的浓度注入锑。6.根据权利要求2所述的方法，其中，以大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量注入锑。7.根据权利要求1所述的方法，还包括在形成所述芯杆离子注入区之后^l行热处理过程。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述热处理过程包括在大约900到大约950摄氏度的温度范围内通过快速热处理执行的退火过程。9.根据权利要求1所述的方法，其中，由鴒形成所述芯杆。10.—种制造高压器件的方法，所述方法包括在半导体衬底内形成晶体管；在所述半导体衬底之上形成绝缘层；蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述晶体管的结区；向所述暴露的结区内注入5价杂质，以形成芯杆离子注入区；以及在所述芯杆离子注入区上形成芯杆。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述晶体管的所述结区包括轻掺杂漏极结构，还包括对应于所述芯杆离子注入区的三重掺杂漏极结构。12.根据权利要求IO所述的方法，其中，所述5价杂质为砷或锑。13.根据权利要求12所述的方法,其中，以处于大约l.Ox10l4at。ms/cm2到大约5.0x1014atoms/cm2的范围内的浓度注入砷。14.根据权利要求12所述的方法，其中，以大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量注入砷。15.根据权利要求12所述的方法，其中，以处于大约1.0x1014atoms/cm2到大约5.0x1014atoms/cm2的范围内的浓度注入锑。16.根据权利要求12所述的方法，其中，以大约5KeV到大约15KeV的离子注入能量注入锑。17.根据权利要求10所述的方法，还包括在形成所述芯杆离子注入区之后执行热处理过程。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述热处理过程包括在大约900到大约950摄氏度的温度范围内通过快速热处理执行的退火过程。19.根据权利要求IO所述的方法，其中，由鴒形成所述芯杆。全文摘要一种制造高压器件的方法包括在半导体衬底中形成结区。在所述半导体衬底之上形成绝缘层。蚀刻所述绝缘层的一部分，以暴露所述结区。向所述暴露的结区内注入砷，以形成芯杆离子注入区。在已经注入了砷的所述芯杆离子注入区上形成芯杆。文档编号H01L21/265GK101174559SQ20071000726公开日2008年5月7日申请日期2007年1月25日优先权日2006年10月31日发明者徐智贤,李东基申请人:海力士半导体有限公司