一種改善器件性能的Halo工藝

徐 政，李紅征，趙文彬

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一種改善器件性能的Halo工藝

徐 政，李紅征，趙文彬

（中國電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

短溝效應(yīng)是MOS器件特征尺寸縮小面對(duì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。Halo結(jié)構(gòu)能夠有效抑制短溝效應(yīng)，合理的Halo區(qū)摻雜分布可以改善小尺寸器件性能。在對(duì)Halo注入條件進(jìn)行優(yōu)化的過程中，不僅考慮了Halo注入傾角和注入能量對(duì)器件常溫特性和高低溫特性的影響，還考慮到工藝波動(dòng)，比較了多晶條寬變化對(duì)器件參數(shù)的影響。為了增加不同條件的可比性，以室溫下的飽和電流作為基準(zhǔn)，通過調(diào)節(jié)注入劑量，使不同Halo注入條件在室溫下的飽和電流都相等。結(jié)果表明，對(duì)于130 nm多晶柵長，注入傾角60°，注入能量100 KeV時(shí)器件特性有最好的溫度穩(wěn)定性和工藝容寬。

Halo；短溝效應(yīng)；離子注入；摻雜分布；多晶條寬

1　引言

隨著集成度的不斷提高，器件特征尺寸不斷減小，出現(xiàn)了一系列新的物理效應(yīng)和有待解決的問題。當(dāng)溝長不斷縮小時(shí)，柵壓引起的溝道耗盡區(qū)與源襯、漏襯pn結(jié)引起的耗盡區(qū)發(fā)生重疊，導(dǎo)致閾值電壓降低。在MOSFET溝道區(qū)的電場分布中，漏端電場很強(qiáng)，而源端電場較小，這種電場的不均勻分布，使得源端的低電場制約了電子速度，也就成為限制驅(qū)動(dòng)電流的主要因素。另一方面，器件尺寸縮小，而電源電壓基本保持不變，使柵氧化層垂直方向的電場迅速增加，溝道長度的縮小也使溝道區(qū)的橫向電場增大，使熱載流子效應(yīng)變得嚴(yán)重，影響器件的可靠性，導(dǎo)致器件驅(qū)動(dòng)電流減小，甚至最終使器件失效。……