专利名称：一种nmos器件及其制作方法
技术领域：
本发明属于半导体器件领域，尤其涉及一种NMOS器件及其制作方法。
背景技术：
NMOS器件分为使用了 PIPToly-Isolator-Poly)电容器和未使用PIP电容器两 种，使用PIP电容器的NMOS的传统的结构为图1所示。参照图1，通常NMOS部分的下方为 栅氧层(Gate Oxide) 1，PIP电容器部分的下方为场氧层2 (FieldOxide) 2，NM0S部分的场氧 层2则用于不同器件间的隔离。NMOS部分的栅极3和PIP电容器部分的下极板4在第一层 多晶硅的沉积、低阻化、光刻、刻蚀的生产过程中同时形成的。为了制作PIP电容器，在下极 板4完成后需要制作电容器中的介电层6，然后进行第二层多晶硅的沉积、低阻化、光刻、刻 蚀以便形成电容器的上极板7，此时PIP电容器已经完成。由于在电容器上极板的制作过程 中，NMOS器件区域的第二层多晶硅需要通过刻蚀完全去除，在刻蚀过程中会在NMOS器件的 侧壁留下部分残留物5 (该残留物包括部分多晶硅和介电层)，该残留物5不参与NMOS的 正常工作但也无法通过优化刻蚀工艺参数达到完全去除的效果，更重要的是，在后续形成N 型轻掺杂漏区(N-typeLightly Doped Drain，NLDD) 8的过程中会在残留物5下方出现NLDD 注入打不进的空白区域，如图1中的空白区域81，从而导致NLDD区8与MOS器件的栅极3 之间存在空隙。结果NMOS的有效沟道变长，沟道电阻增高，结果导致饱和电流减小10%以 上。图1中的TEOS (原硅酸四乙酯)SpaCer9用于保护NLDD缓冲区8，避免N+注入时注入 到该区域影响其浓度，而N+区则用作NMOS器件的源/漏极。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种NMOS器件及其制作方法，旨在使NMOS的有效 沟道长度减小到标准的工艺流程制造的NMOS的水平，消除了 PIP电容结构对于NMOS器件 电性的影响。本发明实施例是这样实现的，一种匪OS器件的制作方法，包括以下步骤在硅片的栅氧区和场氧区分别形成栅极和PIP电容器的下极板；在栅氧区定义出N型轻掺杂漏区NLDD层的图形，并注入形成NLDD区；在NLLD区完全注入后，在PIP电容器的下极板上生长一层介电层，并在介电层上 形成PIP电容器的上极板；在NLDD区上形成隔层，然后形成N+区。本发明实施例还提供了一种NMOS器件，包括形成于栅氧区之上的NMOS部分和形 成于场氧区之上的PIP电容器；所述NMOS部分包括形成于栅氧区之上的栅极、N型轻掺杂 漏区NLDD区和N+区，所述NLDD区上还形成有隔层，所述NLDD区为完全注入，所述NLDD区 与所述栅极边缘紧密相连。本发明实施例中，将NLDD层调整至PIP电容器介电层生成的步骤之前，避免由于 NLDD注入不完全以致出现空白区域的现象，使得NMOS的有效沟道的长度和饱和电流的大小更加趋于标准，消除了电容制造工艺对NMOS特性的影响。
图1是现有技术提供的使用PIP电容器的NMOS器件的传统的结构图；图2是本发明实施例提供的NMOS器件的制作方法的实现流程图；图3A是本发明实施例提供的对TEOS厚度和刻蚀做相应调整后的使用PIP电容器 的NMOS器件的NMOS部分的结构图；图;3B是传统的未使用PIP电容器的NMOS器件的结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。本发明实施例中，为了避免受NMOS的栅极侧壁的残留物21的影响，在PIP电容器 的介电层制作前先进行NLDD缓冲区的光刻和注入形成NLDD缓冲区，这样可以保证NLDD缓 冲区与NMOS的栅极边缘紧密相连，不会出现NLDD注入不完全形成的空白区。图2示出了本发明实施例提供的NMOS器件的制作方法的实现流程，详述如下在步骤S201中，在硅片的栅氧区和场氧区分别形成栅极和PIP电容器的下极板。通常NMOS部分的下方为栅氧层，PIP电容器部分下方为场氧层。NMOS器件的栅极 和PIP电容器的下极板在第一层多晶硅Poly-I的沉积、低阻化、光刻和刻蚀的生产过程中 同时形成的。在第一层多晶硅Poly沉积前，硅片上分为栅氧区和场氧区，在后续工艺工程 中，NMOS部分在栅氧区形成，PIP电容器部分在场氧区形成；第一层多晶硅Poly-I沉积后通 过进行低阻化；低阻化后通过光刻和刻蚀将光罩的图形转移到硅片上，形成Poly的图形。在步骤S202中，在栅氧区定义出NLDD层的图形，并注入形成NLDD区。NMOS的栅极和PIP电容器的下极板形成后，现在继续完成NMOS器件的结构，开始 NLDD层图形的定义。首先栅氧区形成一光阻层，在需要进行NLDD注入的区域光阻通过曝 光/显影将光阻去除，不需要注入NLDD的区域的光阻由于没有进行曝光得以保留下来，可 以抵挡住注入。经过注入后形成了 NLDD区域，通常NLDD注入的剂量较后续的N+注入剂量 要低。在步骤S203中，在NLLD区完全注入后，在PIP电容器的下极板上生长一层介电 层，并在介电层上形成PIP电容器的上极板。在NLDD区注入完成后，通过生长一定厚度的氧化层/氮化硅等物质用于形成一定 单位容值的电容器介电层，不同的厚度的氧化层/氮化硅的组合可以最终形成不同单位容 值和击穿电压特性的电容器，可以根据实际需求进行调整。在介电层形成后，通过第二层多晶硅Poly-2沉积、低阻化、光刻、刻蚀过程形成 第二层多晶硅Poly-2的图形，PIP电容器的上极板形成，而在NMOS部分，第二层多晶硅 Poly-2被刻蚀掉，在栅极的外侧壁上留有残留物，该残留物包括部分多晶硅和介电层。在步骤S204中，在NLDD区上形成隔层，然后形成N+区。以隔层为TEOS层为例，通过化学气象沉积的方式将经过TEOS沉积在硅片上，然后经过干法刻蚀，NMOS器件的栅极多晶硅的外侧壁可以形成一定宽度的隔层(Spacer)，用于 在抵挡后续的N+注入，使得隔层下方的掺杂浓度由NLDD注入的剂量决定，从而形成NLDD 区域和N+区域的浓度差。本发明实施例中，对TEOS厚度和刻蚀做相应调整，使得TEOS隔层的宽度与栅极外 侧壁上残留物的宽度之和，与传统的未使用PIP电容器的NMOS器件的TEOS隔层的宽度接 近，如图3A和图;3B所示(各标号含义与图1中相同)，从而达到使两者的电性特性接近的 目的。TEOS厚度的调整可以通过调整化学气象沉积的气体流量，沉积温度，沉积时间等工艺 参数来实现。在形成保护NLDD区域的Spacer后，经过N+层光刻、注入形成N+区，该层是为形 成NMOS的低电阻的源/漏极，此区域注入的剂量很大，用以形成与金属之间的欧姆接触，减 小源/漏极的电阻。本发明实施例还提供了一种NMOS器件，该NMOS器件带有PIP电容器，分为NMOS 部分和PIP电容器部分，两部分分别形成于硅片的栅氧区和场氧区。NMOS部分包括形成于 栅氧区之上的栅极、N型轻掺杂漏区NLDD区和N+区，在NLDD区上还形成有隔层，NMOS的栅 极和PIP电容器的下极板可在第一层多晶硅的沉积、低阻化、光刻的生产过程中同时形成， 隔层可采用TEOS层实现，用于在后续形成注入剂量较高的N+区时抵挡N+注入至NLDD区， 其中NLDD区为完全注入，与NMOS器件的栅极边缘紧密相连。PIP电容器部分依次包括形成 于场氧区上的下极板、介电层、上极板，介电层可以为氧化层/氮化硅等物质，不同的厚度 的氧化层/氮化硅的组合可以最终形成不同单位容值和击穿电压特性的电容器，可以根据 实际需求进行调整，而上极板同样可采用多晶硅实现，在形成介电层、上极板的过程中还会 在NMOS栅极的外侧壁上留有残留物。本发明实施例中，将NLDD层的注入调整至PIP电容器介电层生成的步骤之前，避 免由于NLDD注入不完全以致出现空白区域的现象，使得NMOS的有效沟道的长度和饱和电 流的大小更加趋于标准。另外，通过将TEOS厚度和刻蚀进行调整，使得TEOS隔层的宽度加 上残留物的宽度与传统的未使用PIP电容器的NMOS器件的TEOS隔层的宽度接近，保证了 二者电性特性的接近。综上，通过本发明实施例提高的NMOS器件的制作方法，消除了电容 制造工艺对NMOS特性的影响。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种NMOS器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤在硅片的栅氧区和场氧区分别形成栅极和PIP电容器的下极板；在栅氧区定义出N型轻掺杂漏区NLDD层的图形，并注入形成NLDD区；在NLLD区完全注入后，在PIP电容器的下极板上生长一层介电层，并在介电层上形成 PIP电容器的上极板；在NLDD区上形成隔层，然后形成N+区。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在硅片的栅氧区和场氧区分别形 成栅极和PIP电容器的下极板的步骤具体为在硅片上沉积第一层多晶硅；对所述第一层多晶硅低阻化处理；在低阻化处理过的第一层多晶硅上形成栅极和PIP电容器的下极板。
3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，对所述第一层多晶硅通过磷扩散或者 注入的方式进行低阻化处理。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述隔层为TEOS层。
5.一种NMOS器件，包括形成于栅氧区之上的NMOS部分和形成于场氧区之上的PIP电 容器；所述NMOS部分包括形成于栅氧区之上的栅极、N型轻掺杂漏区NLDD区和N+区，所述 NLDD区上还形成有隔层，其特征在于，所述NLDD区为完全注入，所述NLDD区与所述栅极边 缘紧密相连。
6.如权利要求5所述的NMOS器件，其特征在于，所述栅极为低阻化处理过的多晶硅层。
7.如权利要求5所述的NMOS器件，其特征在于，所述隔层为TEOS层。
全文摘要
本发明适用于半导体器件领域，提供了一种NMOS器件及其制作方法，所述制作方法包括以下步骤在硅片的栅氧区和场氧区分别形成栅极和PIP电容器的下极板；在栅氧区定义出N型轻掺杂漏区NLD D层的图形，并注入形成NLDD区；在NLLD区完全注入后，在PIP电容器的下极板上生长一层介电层，并在介电层上形成PIP电容器的上极板；在NLDD区上形成隔层，然后形成N+区。本发明中，将NLDD层调整至PIP电容器介电层生成的步骤之前，避免由于NLDD注入不完全以致出现空白区域的现象，使得NMOS的有效沟道的长度和饱和电流的大小更加趋于标准，消除了电容制造工艺对NMOS特性的影响。
文档编号H01L27/06GK102110646SQ20091023909
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者李永辉 申请人:比亚迪股份有限公司