改善SONOS器件GIDL效应的方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种改善sonos器件gidl效应的方法。

背景技术：

1、随着市场对flash存储器件集成度要求的不断提高，传统flash器件数据存储的可靠性与器件的工作速度、功耗、尺寸等方面的矛盾日益凸现。sonos(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon)非挥发性存储器因具有单元尺寸小、操作电压低及与cmos工艺兼容等特点被广泛应用于各种嵌入式电子产品中。而sonos技术的不断改进将推动半导体存储器向微型化、高性能、大容量、低成本等方向发展。

2、目前，通过减小器件尺寸来增大集成度是常见的提升sonos器件性能的手段，但该方法会使得沟道长度减小，而沟道长度的减小易引起器件各端的漏电，而且，在工作电压不降低的情况下，栅极感应漏极漏电(gidl)的情况最为凸出。而若采取常规的降低沟道长度或者降低离子注入剂量等手段来提升sonos器件性能，会造成器件电流性能显著降低。因此，急需找出一种既能保持器件电流性能，又能明显改善漏电问题的工艺条件。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善sonos器件gidl效应的方法，用于解决现有的在改善gidl效应时无法使得sonos器件电流性能得到保证的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善sonos器件gidl效应的方法，所述方法包括：

3、步骤一)提供一sonos器件存储区的半导体结构，所述半导体结构包括半导体衬底、形成于所述半导体衬底内的第一阱区及第二阱区、形成于所述第一阱区表面的第一栅极结构及形成于所述第二阱区表面的第二栅极结构，其中，所述第一阱区内掺杂离子的导电类型与所述第二阱区内掺杂离子的导电类型不同；

4、步骤二)于所述第一栅极结构的两侧及所述第二栅极结构的两侧进行第一离子注入工艺以于所述半导体衬底的表层形成无定型层；

5、步骤三)进行第二离子注入工艺以于所述无定型层内注入碳离子，并形成碳离子注入区；

6、步骤四)于所述碳离子注入区内进行第三离子注入工艺以形成源区及漏区。

7、可选地，所述第一离子注入工艺注入的离子包括铬离子、氩离子、氪离子或氙离子。

8、可选地，所述第二离子注入工艺的注入能量小于所述第一离子注入工艺的注入能量，并大于所述第三离子注入工艺的注入能量。

9、可选地，所述碳离子的注入剂量包括1014cm-2～1016cm-2。

10、可选地，所述第三离子注入工艺注入的离子包括硼离子或磷离子。

11、可选地，在执行步骤二)之前，所述方法包括于所述第一栅极结构及所述第二栅极结构的表面形成硬掩膜层的步骤。

12、可选地，所述第一阱区为p阱，所述第二阱区为n阱。

13、可选地，所述第一栅极结构包括栅氧化层及形成于所述栅氧化层表面的多晶硅栅极；所述第二栅极结构包括ono层及形成于所述ono层表面的所述多晶硅栅极。

14、可选地，所述ono层包括底部氧化层、中间氮化层及顶部氧化层，且所述中间氮化层形成于所述底部氧化层及所述顶部氧化层之间。

15、可选地，所述半导体结构包括浅沟槽隔离结构，形成于所述半导体衬底内，且位于所述第一阱区及所述第二阱区之间。

16、可选地，所述半导体衬底为硅衬底。

17、如上所述，本发明的改善sonos器件gidl效应的方法，针对影响sonos器件电流特性的源漏离子注入工艺，在保证工艺健康的前提下，增加碳离子注入工艺。上述方法可在保证器件电流能力不降低的前提下改善sonos器件的gidl效应；而且，上述方法工艺简单，不需要额外增加掩膜版和光刻工艺，不会增加额外成本；再者，上述方法风险较低。

技术特征：

1.一种改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述第一离子注入工艺注入的离子包括铬离子、氩离子、氪离子或氙离子。

3.根据权利要求1所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述第二离子注入工艺的注入能量小于所述第一离子注入工艺的注入能量，并大于所述第三离子注入工艺的注入能量。

4.根据权利要求3所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述碳离子的注入剂量包括1014cm-2～1016cm-2。

5.根据权利要求1所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述第三离子注入工艺注入的离子包括硼离子或磷离子。

6.根据权利要求1所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，在执行步骤二)之前，所述方法包括于所述第一栅极结构及所述第二栅极结构的表面形成硬掩膜层的步骤。

7.根据权利要求1～6任一项所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述第一阱区为p阱，所述第二阱区为n阱。

8.根据权利要求7所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述第一栅极结构包括栅氧化层及形成于所述栅氧化层表面的多晶硅栅极；所述第二栅极结构包括ono层及形成于所述ono层表面的所述多晶硅栅极。

9.根据权利要求8所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述ono层包括底部氧化层、中间氮化层及顶部氧化层，且所述中间氮化层形成于所述底部氧化层及所述顶部氧化层之间。

10.根据权利要求1所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述半导体结构包括浅沟槽隔离结构，形成于所述半导体衬底内，且位于所述第一阱区及所述第二阱区之间。

11.根据权利要求1所述的改善sonos器件gidl效应的方法，其特征在于，所述半导体衬底为硅衬底。

技术总结
本发明提供一种改善SONOS器件GIDL效应的方法，方法包括：步骤一)提供一SONOS器件存储区的半导体结构，包括半导体衬底、形成于半导体衬底内的第一阱区及第二阱区、形成于第一阱区表面的第一栅极结构及形成于第二阱区表面的第二栅极结构；步骤二)于第一栅极结构的两侧及第二栅极结构的两侧进行第一离子注入工艺以于半导体衬底的表层形成无定型层；步骤三)进行第二离子注入工艺以于无定型层内注入碳离子，并形成碳离子注入区；步骤四)于碳离子注入区内进行第三离子注入工艺以形成源区及漏区。通过本发明解决了现有的在改善GIDL效应时无法使得SONOS器件电流性能得到保证的问题。

技术研发人员：史天泉,刘政红,齐瑞生,陈昊瑜
受保护的技术使用者：上海华力集成电路制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16