专利名称：用于esd防护的mos器件的形成方法
技术领域：
本发明涉及硅半导体器件技术领域，特别涉及一种用于ESD防护的MOS器件的形 成方法。
背景技术：
在制造工艺和最终系统应用过程中，集成电路可能出现静电放电 (Electrostatics Discharge,ESD)现象。ESD现象通常引起高电压电位的放电( 一般几千 伏)而导致短期(一般100ns)的高电流(几安培)脉冲，这会破坏在当前集成电路中存在 的脆弱器件，造成系统的功能失效。因而，对集成电路来说ESD防护是必不可少的。
MOS器件是一种重要的ESD防护器件，被广泛地用于集成电路I/O 口的ESD防护。 当MOS器件用于ESD防护时，利用的是MOS器件的雪崩击穿特性，需要将栅极、源极以及衬 底接地，同时漏极和I/O 口接同一电平。当MOS器件的外加偏压在一定值(触发电压)以 下时，漏电流很小。而当外加偏压超过这个值后，MOS器件由于雪崩击穿导通放大电流，同 时MOS器件两端电压会回滞到某个电压值(维持电压)，由此能够保护集成电路I/O 口抵御 静电冲击。 镇流是一种提高MOS器件的ESD防护作用的方法，其主要通过对MOS器件的漏端 增加镇流电阻来避免电流集聚(微观镇流)和改进多点出点(宏观镇流)。形成镇流电阻 的最常用方法是通过硅化物掩膜层在漏区与栅极之间形成一层非硅化物电阻。图1显示了 形成有镇流电阻的NM0S器件的剖面图，其中，在源区12、漏区13以及栅极11上形成有硅化 物15，而在漏区13与栅极11之间的一部分区域没有形成硅化物，这便形成了镇流电阻14。
镇流电阻的阻值大小与MOS器件的源/漏区的离子注入浓度和深度有着密切的关 系。NMOS器件和PMOS器件通常在同一衬底上一起形成，图2和图3分别显示了现有工艺 中用于ESD防护的NMOS器件和PMOS器件的源/漏区的离子注入过程。其中，NMOS器件和 PMOS器件的源/漏区的离子注入工艺的顺序由工艺本身决定。在图2中，对NMOS器件进行 源/漏区的N+注入工艺时，PMOS器件完全被光阻1覆盖，所以PMOS器件的源/漏区不会 被N+注入。同样，在图3中，对PMOS器件进行源/漏区的P+注入工艺时，NMOS器件也是 完全被光阻l覆盖，NMOS器件的源/漏区也不会被P+注入。然而，由此，镇流电阻的阻值 大小完全由MOS器件的源/漏区的离子注入浓度和深度决定，这使得镇流电阻的阻值无法 得到进一步的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于ESD防护的MOS器件的形成方法，在不增加工艺 步骤的基础上增加MOS器件的镇流电阻的阻值。 本发明提供一种用于ESD防护的MOS器件的形成方法，所述MOS器件和与其类型 相反的另一MOS器件在同一衬底上形成，所述MOS器件在其漏区与栅极之间形成有第一镇 流电阻，且所述MOS器件的源/漏区的离子注入浓度和深度均大于所述另一 MOS器件，其中，对所述另一 M0S器件进行源/漏区的离子注入工艺时，用光阻覆盖所述MOS器件并通过 曝光露出所述第一镇流电阻，以同时对形成所述第一镇流电阻的区域进行离子注入。
优选的，对所述MOS器件进行源/漏区的离子注入工艺时，用光阻完全覆盖住所述 另一MOS器件。 优选的，所述另一MOS器件在其漏区与栅极之间形成有第二镇流电阻。优选的，所述MOS器件为NMOS器件，而所述另一 MOS器件为PMOS器件。优选的，所述NMOS器件的源/漏区的离子注入工艺为N+注入工艺，所述PMOS器
件的源/漏区的离子注入工艺为P+注入工艺。 与现有技术相比，本发明提供的一种用于ESD防护的MOS器件的形成方法，通过与 该MOS器件类型相反的另一 MOS器件的源/漏区的离子注入工艺，对形成该MOS器件的镇 流电阻的区域进行反向注入，从而最终降低该区域的离子注入浓度，进而在不增加工艺步 骤的基础上增加了该MOS器件的镇流电阻的阻值。另外，由于镇流电阻的阻值增大，在需要 相同ESD防护性能的MOS器件时，可以减小其漏区与栅极之间的间隔，从而减小MOS器件的 尺寸，降低成本。
图1显示了形成有镇流电阻的NMOS器件的剖面图； 图2和图3分别显示了现有工艺中用于ESD防护的NMOS器件和PMOS器件的源/ 漏区的离子注入过程； 图4和图5分别显示了根据本发明的方法中用于ESD防护的NMOS器件和PMOS器 件的源/漏区的离子注入过程。
具体实施例方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
作 进一步的说明。 本发明的核心思想在于，通过与该MOS器件类型相反的另一 MOS器件的源/漏区 的离子注入工艺，对形成该MOS器件的镇流电阻的区域进行反向注入。
在本发明中，用于ESD防护的MOS器件和与其类型相反的另一MOS器件在同一衬 底上形成。具体地，所述MOS器件可以为NMOS器件，而所述另一 MOS器件为PMOS器件。请 综合参阅图4和图5，图4和图5分别显示了根据本发明的方法中用于ESD防护的NMOS器 件和PMOS器件的源/漏区的离子注入过程。在图4和图5中，NMOS器件20在其漏区与 栅极之间形成有第一镇流电阻24，而PMOS器件30在其漏区与栅极之间也可以形成有第二 镇流电阻34。 NMOS器件20的源/漏区的离子注入工艺为N+注入工艺，PMOS器件30的源 /漏区的离子注入工艺为P+注入工艺。而且，NMOS器件20的源/漏区的N+注入浓度和 深度均大于PMOS器件30的源/漏区的P+注入浓度和深度。例如，在本实施例中，采用了 0. 13um工艺。对NMOS器件20的源/漏区注入砷离子，能量为40KeV，深度约为0. 027um， 注入剂量为6*1015/(^2，在后续退火工艺之后，被激活的载流子(砷)的浓度约为5. 8*1019/ cm3。对PMOS器件30的源/漏区注入硼离子，能量为5KeV，深度约为0. 017um，注入剂量为 2. 5*1015/0112，在后续退火工艺之后，被激活的载流子(硼)的浓度约为1. 8*1019/cm3。由此，砷离子的分布完全覆盖了硼离子的分布，砷离子在局部的浓度均要比硼离子高。
下面，具体描述NM0S器件20和PM0S器件30的源/漏区的离子注入过程。其中， 对PMOS器件30进行源/漏区的离子注入工艺时，用光阻覆盖NMOS器件20并通过曝光露 出第一镇流电阻24，以同时对形成第一镇流电阻24的区域进行离子注入。需要注意的是， NMOS器件20和PMOS器件30的源/漏区的离子注入工艺的顺序不影响本方法的实施。例 如，可以先对NMOS器件20进行源/漏区的N+注入工艺，此时用光阻完全覆盖住PMOS器件 30，如图4所示，因此PMOS器件30的源/漏区不会被N+注入。之后，如图5所示，在NMOS 器件20上涂覆光阻并通过曝光露出第一镇流电阻24，然后同时对PM0S器件30的源/漏 区和形成第一镇流电阻24的区域进行P+注入工艺。由此，在对PMOS器件30进行源/漏 区的P+注入工艺的同时，实现对形成第一镇流电阻24的区域的P+注入，这相当于进行反 向注入，会中和掉该区域中的一部分N+离子，从而最终降低该区域的离子注入浓度，进而 在不增加工艺步骤的基础上增加第一镇流电阻24的阻值。此外，也可以先对PMOS器件30 的源/漏区和形成第一镇流电阻24的区域进行P+注入工艺，然后对NMOS器件20进行源 /漏区的N+注入工艺。 当然，在本发明的其它实施例中，所述MOS器件可以为PMOS器件，而所述另一MOS 器件为NMOS器件，原理与上述实施例类似。 此外，由于镇流电阻的阻值增大，在需要相同ESD防护性能的MOS器件时，可以减 小其漏区与栅极之间的间隔，从而减小MOS器件的尺寸，降低成本。 综上所述，本发明提供的一种用于ESD防护的MOS器件的形成方法，在对该MOS器 件进行源/漏区的离子注入工艺之后，通过与该MOS器件类型相反的另一 MOS器件的源/ 漏区的离子注入工艺，对形成该MOS器件的镇流电阻的区域进行反向注入，中和掉该区域 中的一部分原有离子，从而降低了该区域的离子注入浓度，进而在不增加工艺步骤的基础 上增加了该MOS器件的镇流电阻的阻值。另外，由于镇流电阻的阻值增大，在需要相同ESD 防护性能的MOS器件时，可以减小其漏区与栅极之间的间隔，从而减小MOS器件的尺寸，降 低成本。 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种用于ESD防护的MOS器件的形成方法，所述MOS器件和与其类型相反的另一MOS器件在同一衬底上形成，所述MOS器件在其漏区与栅极之间形成有第一镇流电阻，且所述MOS器件的源/漏区的离子注入浓度和深度均大于所述另一MOS器件，其特征在于，对所述另一MOS器件进行源/漏区的离子注入工艺时，用光阻覆盖所述MOS器件并通过曝光露出所述第一镇流电阻，以同时对形成所述第一镇流电阻的区域进行离子注入。
2. 如权利要求1所述的用于ESD防护的MOS器件的形成方法，其特征在于，对所述MOS 器件进行源/漏区的离子注入工艺时，用光阻完全覆盖住所述另一 MOS器件。
3. 如权利要求1所述的用于ESD防护的MOS器件的形成方法，其特征在于，所述另一 MOS器件在其漏区与栅极之间形成有第二镇流电阻。
4. 如权利要求1所述的用于ESD防护的MOS器件的形成方法，其特征在于，所述MOS器 件为NMOS器件，而所述另一 MOS器件为PMOS器件。
5. 如权利要求4所述的用于ESD防护的MOS器件的形成方法，其特征在于，所述NMOS 器件的源/漏区的离子注入工艺为N+注入工艺，所述PMOS器件的源/漏区的离子注入工 艺为P+注入工艺。
全文摘要
本发明公开了一种用于ESD防护的MOS器件的形成方法，通过与该MOS器件类型相反的另一MOS器件的源/漏区的离子注入工艺，对形成该MOS器件的镇流电阻的区域进行反向注入，从而最终降低该区域的离子注入浓度，进而在不增加工艺步骤的基础上增加了该MOS器件的镇流电阻的阻值。另外，由于镇流电阻的阻值增大，在需要相同ESD防护性能的MOS器件时，可以减小其漏区与栅极之间的间隔，从而减小MOS器件的尺寸，降低成本。
文档编号H01L23/60GK101770985SQ20091024774
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者俞柳江, 周伟, 曹永峰, 王全, 肖慧敏, 陈立山, 顾学强 申请人:上海集成电路研发中心有限公司