一种半导体器件及其制备方法、电子装置制造方法及图纸

技术编号:15793643 阅读:553 留言:0更新日期:2017-07-10 05:22
本发明专利技术涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。所述方法包括提供半导体衬底,所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域,在所述NMOS区域和所述PMOS区域上形成有栅极材料层;对所述NMOS区域上方的所述栅极材料层进行第一类型预掺杂离子注入;对所述NMOS区域进行高温退火,以使预掺杂离子在所述NMOS区域上方的所述栅极材料层中均匀扩散;对所述PMOS区域上方的所述栅极材料层进行掺杂类型不同于第一类型的第二类型预掺杂离子注入。本发明专利技术可以防止PMOS中的预掺杂离子扩散至NMOS区域,使阈值电压更加稳定,进一步提高了半导体器件的性能和良率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制备方法、电子装置
本专利技术涉及半导体领域,具体地,本专利技术涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。
技术介绍
随着集成电路技术的持续发展,芯片上将集成更多器件,芯片也将具有更快的速度。在这些要求的推进下,器件的几何尺寸将不断缩小,在芯片的制造工艺中不断采用新材料、新技术和新的制造工艺。目前半导体器件的制备工艺逐渐成熟。随着半导体器件尺寸的不断减小给器件制备带来更多的挑战,目前半导体器件中晶体管的制备方法通常是先形成NMOS和PMOS栅极材料层,首先对PMOS进行预掺杂离子注入,然后对NMOS进行预掺杂离子注入,然后形成掩膜层进行蚀刻,以得到栅极结构。但是通过所述方法制备得到的器件中通常会发生NMOS栅极结构轮廓的缺陷,例如在栅极结构的顶部出现缺失,形成缺口。通过对所述缺陷进行分析发现造成所述结构的原因是由于在蚀刻之前对所述NMOS进行了P离子的注入,目前的解决方法通常是在PMOS预掺杂离子注入之后进行快速热退火,以使NMOS中掺杂的磷扩散至内部,但是所述方法会引起PMOS中掺杂的B快速的向NMOS扩散,因此NMOS和PMOS之间可能会共享某些区域,从而造成半导体器件的阈值电压发生退化。因此需要对目前所述半导体器件的制备方法作进一步的改进,以便消除上述问题。
技术实现思路

技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术为了克服目前存在问题,提供了一种半导体器件的制备方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域,在所述NMOS区域和所述PMOS区域上形成有栅极材料层;对所述NMOS区域上方的所述栅极材料层进行第一类型预掺杂离子注入;对所述NMOS区域进行高温退火,以使预掺杂离子在所述NMOS区域上方的所述栅极材料层中均匀扩散;对所述PMOS区域上方的所述栅极材料层进行掺杂类型不同于第一类型的第二类型预掺杂离子注入。可选地,所述方法还进一步包括:在所述NMOS区域和所述PMOS区域上形成图案化的掩膜层;以所述掩膜层为掩膜层蚀刻所述栅极材料层,以分别在所述NMOS区域和所述PMOS区域形成NMOS栅极和PMOS栅极;对所述NMOS栅极和所述PMOS栅极进行退火。可选地,所述方法还进一步包括:在所述NMOS栅极和所述PMOS栅极的侧壁上形成偏移侧壁。可选地,对所述NMOS栅极和所述PMOS栅极进行退火的温度为700-800℃。可选地,形成所述栅极材料层和/或所述掩膜层的温度低于650℃。可选地,对所述NMOS区域进行尖峰退火,以使预掺杂离子在所述NMOS区域上方的所述栅极材料层中均匀扩散。可选地,所述退火温度为900-1000℃。可选地,对所述NMOS区域上方的所述栅极材料层进行N型预掺杂离子注入;对所述PMOS区域上方的所述栅极材料层进行P型预掺杂离子注入。本专利技术还提供了一种基于上述的方法制备得到的半导体器件。本专利技术还提供了一种电子装置,包括上述的半导体器件。本专利技术为了解决现有技术中存在的问题提供了一种半导体器件的制备方法,所述方法改变现有技术中半导体器件的制备顺序,首先对所述NMOS栅极进行预掺杂离子注入,接着对所述NMOS区域进行高温尖峰退火,然后对所述PMOS区域进行预掺杂离子注入,最后图案化以分别形成NMOS栅极和PMOS栅极。本专利技术通过对所述制备工艺步骤的改变,所述高温尖峰退火不仅可以使NMOS预掺杂离子(例如磷)扩散的更加均一,从而使所述NMOS栅极材料底部和顶部的蚀刻速率一致,从而解决现有技术中NMOS栅极顶部过蚀刻造成缺失、缺口的问题,还可以防止PMOS中的预掺杂离子扩散至NMOS区域,使阈值电压更加稳定,进一步提高了半导体器件的性能和良率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述,用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中,图1为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图2为制备得到的半导体器件结构的SEM示意图,其中A为现有技术方法制备得到的器件,B为本专利技术方法制备得到的器件;图3为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备的工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本专利技术发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是,本专利技术能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本专利技术教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。为了彻底理解本专利技术,将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构,以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本专利技术还可以具有其他实施方式。实施例一本专利技术为了解决现有技术中存在的问题,提供了一种半导体器件的制备方法,下本文档来自技高网...
一种半导体器件及其制备方法、电子装置

【技术保护点】
一种半导体器件的制备方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域,在所述NMOS区域和所述PMOS区域上形成有栅极材料层;对所述NMOS区域上方的所述栅极材料层进行第一类型预掺杂离子注入;对所述NMOS区域进行高温退火,以使预掺杂离子在所述NMOS区域上方的所述栅极材料层中均匀扩散;对所述PMOS区域上方的所述栅极材料层进行掺杂类型不同于第一类型的第二类型预掺杂离子注入。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制备方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域,在所述NMOS区域和所述PMOS区域上形成有栅极材料层;对所述NMOS区域上方的所述栅极材料层进行第一类型预掺杂离子注入;对所述NMOS区域进行高温退火,以使预掺杂离子在所述NMOS区域上方的所述栅极材料层中均匀扩散;对所述PMOS区域上方的所述栅极材料层进行掺杂类型不同于第一类型的第二类型预掺杂离子注入。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还进一步包括:在所述NMOS区域和所述PMOS区域上形成图案化的掩膜层;以所述掩膜层为掩膜层蚀刻所述栅极材料层,以分别在所述NMOS区域和所述PMOS区域形成NMOS栅极和PMOS栅极;对所述NMOS栅极和所述PMOS栅极进行退火。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还进一步包括:在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:何丽丽徐宽陈荣堂
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司中芯国际集成电路制造北京有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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