[發(fā)明專利]半導(dǎo)體元件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910134815.8
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101728273A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪正隆;侯永田;顧克強(qiáng);黃建豪
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L21/324;H01L29/78;H01L29/49
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;陳晨

1.一種PMOS元件的制造方法，包含如下步驟：

在一半導(dǎo)體基材上形成一高介電常數(shù)介電層；

在該高介電常數(shù)介電層上形成一蓋層；

在該蓋層上形成一金屬層；

在該金屬層上形成一半導(dǎo)體層；

在該半導(dǎo)體層上進(jìn)行一注入工藝，該注入工藝使用包含氟的雜質(zhì)；及

圖案化該高介電常數(shù)介電層、該蓋層、該金屬層和該半導(dǎo)體層以形成一 柵極結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的PMOS元件的制造方法，其中該雜質(zhì)包含氟、二 氟化硼、氟化硼或前述的組合。

3.如權(quán)利要求1所述的PMOS元件的制造方法，其中該注入工藝的能量 范圍為2到20KeV及劑量范圍從1E14到1E16atoms/cm²。

4.如權(quán)利要求1所述的PMOS元件的制造方法，注入工藝包含等離子體 技術(shù)和浸入式離子注入技術(shù)其中之一。

5.如權(quán)利要求1所述的PMOS元件的制造方法，還包含在進(jìn)行注入工藝 之后，使用一快速熱退火、爐管退火、閃燈退火、激光瞬間退火或前述的組 合來進(jìn)行活化；及

其中該退火工藝的溫度范圍從600到1100℃。

6.如權(quán)利要求1所述的PMOS元件的制造方法，還包含在該基材和該高 介電常數(shù)介電層之間形成一界面層。

7.一種PMOS元件的制造方法，包含如下步驟：

在一半導(dǎo)體基材上形成一界面層；

在該界面層上形成一蓋層；

在該蓋層上形成一高介電常數(shù)介電層；

在該高介電常數(shù)介電層上形成一金屬層；

在該金屬層上形成一多晶硅層；

在該多晶硅層上進(jìn)行一注入工藝，該注入工藝使用一含氟的摻雜物；及

圖案化該界面層、該蓋層、該高介電常數(shù)介電層、該金屬層及該多晶硅 層，以形成一柵極結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求7所述的PMOS元件的制造方法，其中該摻雜物包含氟、 二氟化硼、氟化硼或前述的組合。

9.如權(quán)利要求7所述的PMOS元件的制造方法，其中該注入工藝的能量 范圍從2到20KeV及劑量范圍從1E14到1E16atoms/cm²。

10.如權(quán)利要求7所述的PMOS元件的制造方法，注入工藝包含等離子 體技術(shù)和浸入式離子注入技術(shù)其中之一。

11.如權(quán)利要求7所述的PMOS元件的制造方法，還包含在進(jìn)行注入工 藝之后，使用一快速熱退火、爐管退火、閃燈退火、激光瞬間退火或前述的 組合來進(jìn)行活化；及

其中該退火工藝的溫度范圍從600到1100℃。

12.一種PMOS元件，包含一半導(dǎo)體基材和一晶體管于該基材中，該晶 體管具有一柵極堆疊，包含：

一界面層，形成于該半導(dǎo)體基材上；

一高介電常數(shù)介電層，形成于該界面層上；

一金屬層，形成于該高介電常數(shù)介電層上，其中該金屬層僅由摻雜氟的 金屬組成；

一蓋層，形成于該界面層和高介電常數(shù)介電層之間或該高介電常數(shù)介電 層和該金屬層之間；

一摻雜層，形成于該金屬層上，該摻雜層至少包含氟。

13.如權(quán)利要求12所述的PMOS元件，其中該蓋層包含氮化鋁、鋁、鋁 氧化物其中之一或前述的組合。

14.如權(quán)利要求12所述的PMOS元件，其中該摻雜層的摻雜物包含氟、 二氟化硼、氟化硼或前述的組合。

15.如權(quán)利要求12所述的PMOS元件，其中該界面層包含二氧化硅。