一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法技术

本发明专利技术提供一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，提供基底，在基底上形成STI区和有源区；在有源区内形成阱区；在基底上表面形成栅氧层；在栅氧层上形成伪栅结构；在伪栅结构侧壁形成第一侧墙；在伪栅结构两侧的基底内形成LDD区；形成依附于第一侧墙的第二侧墙；在伪栅结构两侧的基底内形成源漏区；在伪栅结构两侧的基底上覆盖CESL层，并在CESL层上填充ILD层；移除伪栅结构和位于伪栅结构下的栅氧层，形成底部为基底上表面的凹槽；垂直于基底上表面在所述凹槽区域向基底内注入Halo离子，形成自对准掺杂区；在凹槽内形成金属栅结构；对金属栅结构进行金属化。对金属栅结构进行金属化。对金属栅结构进行金属化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法。

技术介绍

[0002]随着器件尺寸不断缩小，栅极介质层厚度降低，栅极多晶硅耗尽、衬底量子效应和栅极漏电流变的越来越严重；为了改善栅极漏电流，选择高介电常数材料代替传统介质材料，并用金属栅代替多晶硅栅，因金属栅具有极高的电子密度，可有效解决多晶硅耗尽问题。
[0003]随着集成电路工艺技术发展到深亚微米，为了抑制短沟道器件的漏致势垒降低效应(DIBL)，在LDD结构中使用晕环(halo)离子注入提高衬底与源漏交界面的掺杂浓度，从而降低源漏耗尽区的宽度，达到抑制DIBL的效果，防止源漏穿通现象。
[0004]传统的halo离子注入与晶圆存在一定角度，由于多晶硅间距不断缩小，halo的入射角受到限制，为了实现相同的Vt表现，需要提出一种新的方法来改善短沟道效应。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，用于解决现有技术中halo离子注入时入射角受限导致短沟道效应的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，至少包括：
[0007]步骤一、提供基底，在所述基底上形成STI区和有源区；
[0008]步骤二、在所述有源区内形成阱区；
[0009]步骤三、在所述基底上表面形成栅氧层；
[0010]步骤四、在所述栅氧层上形成伪栅结构；
[0011]步骤五、在所述伪栅结构侧壁形成第一侧墙；
[0012]步骤六、在伪栅结构两侧的所述基底内形成LDD区；
[0013]步骤七、形成依附于所述第一侧墙的第二侧墙；
[0014]步骤八、在所述伪栅结构两侧的所述基底内形成源漏区；
[0015]步骤九、在所述伪栅结构两侧的基底上覆盖CESL层，并在所述CESL层上填充ILD层；
[0016]步骤十、移除所述伪栅结构和位于所述伪栅结构下的栅氧层，形成底部为基底上表面的凹槽；
[0017]步骤十一、垂直于所述基底上表面在所述凹槽区域向基底内注入Halo离子，形成自对准掺杂区；
[0018]步骤十二、在所述凹槽内形成金属栅结构；
[0019]步骤十三、对所述金属栅结构进行金属化。
[0020]优选地，步骤四中在所述栅氧层上形成多个所述伪栅结构；所述多个伪栅结构彼此间隔排布。
[0021]优选地，步骤六中形成所述LDD区的方法是在所述多个伪栅结构之间的基底上方向所述基底内注入Halo离子，形成所述LDD区。
[0022]优选地，步骤六中Halo离子的注入方向与所述基底上表面呈斜角。
[0023]优选地，步骤六中的所述LDD区用于源漏耗尽区的宽度。
[0024]优选地，步骤九中的所述CESL层同时覆盖于所述第二侧墙。
[0025]优选地，步骤九填充所述ILD层后，对所述ILD层顶部进行平坦化。
[0026]优选地，步骤十二中的所述金属栅结构包括位于所述基底上的氧化层、位于所述氧化层上的HK介质层、位于所述HK介质层上的金属栅极材料层。
[0027]如上所述，本专利技术的用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，具有以下有益效果：在HK金属栅的伪栅极移除后额外增加一道垂直于晶圆表面的halo离子注入(HCCI)补偿传统halo注入，从而在栅极下方产生额外的自对准掺杂区，改善短沟道效应。
附图说明
[0028]图1显示为本专利技术中用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法的流程图；
[0029]图2显示为本专利技术中形成于基底上的伪栅结构图；
[0030]图3显示为本专利技术中去除伪栅结构形成凹槽的结构示意图。
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0032]请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0033]本专利技术提供一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，如图1所示，图1显示为本专利技术中用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法的流程图，该方法至少包括：
[0034]步骤一、提供基底，在所述基底上形成STI区和有源区；如图2所示，图2显示为本专利技术中形成于基底上的伪栅结构图；该步骤一中在所述基底01上形成所述STI区(浅沟槽隔离区)，图2并未示出所述STI区。
[0035]步骤二、在所述有源区内形成阱区；如图2所示，该步骤二中在所述有源区内形成所述阱区，图2并未示出所述阱区。
[0036]步骤三、在所述基底上表面形成栅氧层；如图2所示，该步骤三在所述基底01上表面形成栅氧层02。
[0037]步骤四、在所述栅氧层上形成伪栅结构；如图2所示，该步骤四在所述栅氧层02上形成所述伪栅结构，所述伪栅结构包括多晶硅结构03和位于所述多晶硅结构03上的硬掩膜层(HM)。
[0038]本专利技术进一步地，如图2所示，本实施例的步骤四中在所述栅氧层02上形成多个所述伪栅结构；所述多个伪栅结构彼此间隔排布。
[0039]步骤五、在所述伪栅结构侧壁形成第一侧墙；如图2所示，该步骤五在所述伪栅结构侧壁形成第一侧墙04。
[0040]步骤六、在伪栅结构两侧的所述基底内形成LDD区；如图2所示，该步骤六在伪栅结构两侧的所述基底内形成LDD区，图2并未示出所述LDD区。
[0041]本专利技术进一步地，如图2所示，本实施例的步骤六中形成所述LDD区的方法是在所述多个伪栅结构之间的基底上方向所述基底内注入Halo离子，形成所述LDD区。也就是说，步骤六注入Halo离子是以一定角度(注入方向与基地呈斜角)向所述基底内注入。
[0042]本专利技术进一步地，本实施例的步骤六中Halo离子的注入方向与所述基底上表面呈斜角。
[0043]本专利技术进一步地，本实施例的步骤六中的所述LDD区用于源漏耗尽区的宽度。为了抑制短沟道器件的漏致势垒降低效应(DIBL)，在LDD结构中使用晕环(halo)离子注入提高衬底与源漏交界面的掺杂浓度，从而降低源漏耗尽区的宽度，达到抑制DIBL的效果，防止源漏穿通现象。
[0044]步骤七、形成依附于所述第一侧墙的第二侧墙；如图3所示，图3显示为本专利技术中去除伪栅结构形成凹槽的结构示意图。该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，其特征在于，至少包括：步骤一、提供基底，在所述基底上形成STI区和有源区；步骤二、在所述有源区内形成阱区；步骤三、在所述基底上表面形成栅氧层；步骤四、在所述栅氧层上形成伪栅结构；步骤五、在所述伪栅结构侧壁形成第一侧墙；步骤六、在伪栅结构两侧的所述基底内形成LDD区；步骤七、形成依附于所述第一侧墙的第二侧墙；步骤八、在所述伪栅结构两侧的所述基底内形成源漏区；步骤九、在所述伪栅结构两侧的基底上覆盖CESL层，并在所述CESL层上填充ILD层；步骤十、移除所述伪栅结构和位于所述伪栅结构下的栅氧层，形成底部为基底上表面的凹槽；步骤十一、垂直于所述基底上表面在所述凹槽区域向基底内注入Halo离子，形成自对准掺杂区；步骤十二、在所述凹槽内形成金属栅结构；步骤十三、对所述金属栅结构进行金属化。2.根据权利要求1所述的用于HK金属栅的自对准Halo补偿沟道注入方法，其特征在于：步骤四中在所述栅氧层上形成多个所述伪栅结构；所述多个伪栅结构彼此间隔排布。3.根据权利要求2所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔伟娜，梁成栋，何亮亮，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：