Esd器件、esd器件的制作方法及eeprom的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種ESD器件、ESD器件的制作方法及EEPROM。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路從生長到封裝、測試等整個生命周期都會面臨各種難以預(yù)知的靜電環(huán)境，從而容易將靜電引入到半導(dǎo)體集成電路，進而使得半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)生靜電損傷。因此，半導(dǎo)體集成電路的設(shè)計不僅需要滿足功能需求，還要具有一定的靜電防護能力。特別是對于EEPR0M(電可擦可編程只讀存儲器)，由于EEPROM中含有很多高壓器件，使其更需要具有一定的靜電防護能力。
[0003]目前，通常在半導(dǎo)體集成電路中設(shè)計ESD器件，并通過ESD(靜電放電)器件的放電以導(dǎo)出半導(dǎo)體集成電路中的靜電荷。圖1示出了現(xiàn)有ESD器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該ESD器件包括半導(dǎo)體基體10'、阱20'、柵極結(jié)構(gòu)30'、源極40'和漏極50'。其中，阱20'設(shè)置于半導(dǎo)體基體10'中；柵極結(jié)構(gòu)30'設(shè)置于阱20'的表面上；源極40'設(shè)置于阱20'中并位于柵極結(jié)構(gòu)30'的一側(cè)，漏極50'設(shè)置于阱20'中并位于柵極結(jié)構(gòu)30'的另一側(cè)，且源極40'和漏極50'的導(dǎo)電類型與阱20'的導(dǎo)電類型相反。
[0004]上述ESD器件的放電原理是通過漏極和半導(dǎo)體基體間的雪崩擊穿觸發(fā)寄生于漏極-半導(dǎo)體基體-源極之間的三極管來放電。所謂雪崩擊穿是指載流子和中性原子發(fā)生碰撞電離而產(chǎn)生電子-空穴對，使得漏極和半導(dǎo)體基體間的反向電流和電場強度數(shù)量劇增，從而使得漏極和半導(dǎo)體基體間發(fā)生擊穿)。可見，ESD器件的開啟電壓取決于雪崩擊穿電壓。
[0005]然而，上述ESD器件的開啟電壓(在這里指開啟電壓的絕對值)較高，使其不能滿足半導(dǎo)體集成電路對靜電防護能力的需求。例如，現(xiàn)有EEPRPM中通常采用HV 5V PMOS器件作為ESD器件，且HV 5V PMOS器件的開啟電壓通常為-13V，而EEPRPM的設(shè)計開啟電壓為-10V，已經(jīng)不能滿足EEPRPM對靜電防護能力的需要。因此，如何開發(fā)一種新的ESD器件以滿足半導(dǎo)體集成電路對開啟電壓的設(shè)計需要，成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請旨在提供一種ESD器件、ESD器件的制作方法及EEPR0M，以降低ESD器件的開啟電壓，使其滿足半導(dǎo)體集成電路對靜電防護能力的需求。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环NESD器件，該ESD器件包括:半導(dǎo)體基體和設(shè)置于半導(dǎo)體基體中的阱；柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置于阱的表面上；源極和漏極，源極設(shè)置于阱中并位于柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)，漏極設(shè)置于阱中并位于柵極結(jié)構(gòu)的另一側(cè)，且源極和漏極的導(dǎo)電類型與阱的導(dǎo)電類型相反；離子注入?yún)^(qū)，設(shè)置于漏極中，且離子注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類型與漏極的導(dǎo)電類型相反。
[0008]進一步地，離子注入?yún)^(qū)的高度與漏極的高度相等。
[0009]進一步地，ESD器件包括多個柵極結(jié)構(gòu)，且離子注入?yún)^(qū)位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的漏極的正中心。
[0010]進一步地，在柵極結(jié)構(gòu)的延伸方向上離子注入?yún)^(qū)的一側(cè)面與阱的一側(cè)面之間的距離a > I μ m，且在源極和漏極的連接方向上離子注入?yún)^(qū)的一側(cè)面與柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)面之間的距離b彡I μ m。
[0011]進一步地，在源極和漏極的連接方向上離子注入?yún)^(qū)的兩側(cè)面之間的距離c > 0.6 μ m。
[0012]進一步地，阱為N阱，源極和柵極的導(dǎo)電類型為P型，離子注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類型為N型。
[0013]進一步地，半導(dǎo)體基體為單晶硅，離子注入?yún)^(qū)中的注入離子為磷離子或砷離子。
[0014]進一步地，離子注入?yún)^(qū)中注入離子的濃度為1E+13?lE+15atoms/cm3。
[0015]本申請還提供了一種ESD器件的制作方法，該制作方法包括:提供半導(dǎo)體基體；在半導(dǎo)體基體中形成阱；在阱的表面上形成柵極結(jié)構(gòu)；在阱中柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成源極，并在阱中柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)形成漏極，且源極和漏極的導(dǎo)電類型與阱的導(dǎo)電類型相反；在漏極中形成離子注入?yún)^(qū)，且離子注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類型與漏極的導(dǎo)電類型相反。
[0016]進一步地，該制作方法還包括形成金屬硅化物、接觸金屬層和互連層的步驟。
[0017]本申請還提供了一種EEPR0M，包括ESD器件，其中ESD器件為本申請?zhí)峁┑纳鲜鯡SD器件。
[0018]應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，本申請?zhí)峁┝艘环N包括半導(dǎo)體基體、設(shè)置于半導(dǎo)體基體中的阱、設(shè)置于阱的表面上的柵極結(jié)構(gòu)、設(shè)置于阱中柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)的源極、設(shè)置于阱中柵極結(jié)構(gòu)的另一側(cè)的漏極以及設(shè)置于漏極中的離子注入?yún)^(qū)的ESD器件。由于離子注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類型與漏極的導(dǎo)電類型相反，因此離子注入?yún)^(qū)能夠降低漏極中摻雜濃度，使得漏極和半導(dǎo)體基體之間的載流子和中性原子發(fā)生碰撞電離的幾率增大，從而減少漏極和半導(dǎo)體基體之間發(fā)生雪崩擊穿所需的反向電壓，并使得高電場強度區(qū)域從柵極結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域向漏極和半導(dǎo)體基體之間的區(qū)域轉(zhuǎn)移，進而降低了 ESD器件的開啟電壓，使其滿足半導(dǎo)體集成電路對靜電防護能力的需求。同時，該ESD器件僅通過在現(xiàn)有ESD器件的漏極中增加離子注入?yún)^(qū)形成，使其制作過程中不需要增加掩膜及其他成本。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了現(xiàn)有ESD器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2示出了本申請實施方式所提供的ESD器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3示出了本申請實施方式所提供的ESD器件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖4示出了本申請實施方式所提供的ESD器件的制作方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本申請。
[0025]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0026]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0027]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，現(xiàn)有ESD器件的開啟電壓(在這里指開啟電壓的絕對值)較高，使其不能滿足半導(dǎo)體集成電路對靜電防護能力的需求。本申請的發(fā)明人針對上述問題進行研究，提出了一種ESD器件。如圖2和圖3所示，該ESD器件包括:半導(dǎo)體基體10和設(shè)置于半導(dǎo)體基體10中的阱20 ;柵極結(jié)構(gòu)30，設(shè)置于阱20的表面上；源極40和漏極50，源極40設(shè)置于阱20中并位于柵極結(jié)構(gòu)30的一側(cè)，漏極50設(shè)置于阱20中并位于柵極結(jié)構(gòu)30的另一側(cè)，且源極40和漏極50的導(dǎo)電類型與阱20的導(dǎo)電類型相反；離子注入?yún)^(qū)60，設(shè)置于漏極50中，且離子注入?yún)^(qū)60的導(dǎo)電類型與漏極50的導(dǎo)電類型相反。
[0028]上述ESD器件中，由于離子注入?yún)^(qū)60的導(dǎo)電類型與漏極50的導(dǎo)電類型相反，因此離子注入?yún)^(qū)60能夠降低漏極50中摻雜濃度，使得漏極50和半導(dǎo)體基體10之間的載流子和中性原子發(fā)生碰撞電離的幾率增大，從而減少漏極50和半導(dǎo)體基體10之間發(fā)生雪崩擊穿所需的反向電壓，并使得高電場強度區(qū)域從柵極結(jié)構(gòu)30下方的區(qū)域向漏極50和半導(dǎo)體基體10之間區(qū)域轉(zhuǎn)移，進而降低了 ESD器件的開啟電壓，使其滿足半導(dǎo)體集成電路對靜電防護能力的需求。同時，該ESD器件僅通過在現(xiàn)有ESD器件的漏極50中增加離子注入?yún)^(qū)60形成，使其制作過程中不需要增加掩膜及其他成本。
[0029]下面將更詳細地描述本申請所提供的ESD器件示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當被解釋為只限于這里所闡述的實施方式。應(yīng)當理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施方式的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。
[0030]上述ESD器件中，離子注入?yún)^(qū)60的高度可以小于或等于漏極50的高度，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本申請的教導(dǎo)設(shè)置離子注入?yún)^(qū)60的高度。優(yōu)選地，離子注入?yún)^(qū)60的高度與漏極50的高度相等。同時，ESD器件可以包括一個或多個柵極結(jié)構(gòu)30。當ESD器件包括多個柵極結(jié)果時，優(yōu)選地，離子注入?yún)^(qū)60位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)30之間的漏極50的正中心。此時，能夠進一步減少漏極50和半導(dǎo)體基體10之間發(fā)生雪崩擊穿所需的反向電壓，并使得高電場強度區(qū)域從柵極結(jié)構(gòu)30下方的區(qū)域進一步向漏極50和半導(dǎo)體基體10之間區(qū)域轉(zhuǎn)移，進而進一步降低了 ESD器件的開啟電壓，使其更能滿足半導(dǎo)體集成電路對靜電防護能力的需求。
[0031]同時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本申請的教導(dǎo)設(shè)置離子注入?yún)^(qū)60的大小和位置。為了進一步降低ESD器件的開啟電壓，優(yōu)選地，在柵極結(jié)構(gòu)30的延伸方向上離子注入?yún)^(qū)60的一側(cè)面與阱20的一側(cè)面之間的距離a > I μ m，且在源極40和漏極50的連接方向上離子注入?yún)^(qū)60的一側(cè)面與柵極結(jié)構(gòu)30的一側(cè)面之間的距離b彡I μ m ;在源極40和漏極50的連接方向上離子注入?yún)^(qū)60的兩側(cè)面之間的距離c彡0.6 μ m。
[0032]上述ESD器件可以為基于PMOS (即阱20為N講，源極40和柵極的導(dǎo)電類型為P型)或NMOS(阱20為P阱，源極40和柵極的導(dǎo)電類型為N型)形成的器件。而離子注入?yún)^(qū)60的導(dǎo)電類型與源極40和柵極的導(dǎo)電類型相關(guān)。具體地，當阱20為N講，源