[發明專利]MOS晶體管的形成方法及其閾值電壓調節方法

有效

• 申請號: 200910143705.8
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101783299A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 神兆旭;居建華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種MOS晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：

在半導體襯底上形成柵極結構；

穿透柵極結構進行第二離子注入，形成用于調節閾值電壓的離子擴散區以及袋狀注入區；

在柵極結構兩側、半導體襯底中進行離子注入以形成源/漏延伸區和源/漏極，將半導體襯底進行退火；

所述形成方法還包括：

在所述柵極結構兩側、半導體襯底中進行第一離子注入；

如果所述第一離子注入先于第二離子注入，所述第一離子注入后已經形成的袋狀注入區延伸，以形成最終的袋狀注入區；

如果所述第二離子注入先于第一離子注入，所述第一離子注入后形成的袋狀注入區與所述第二離子注入后已經形成的袋狀注入區重合，以形成最終的袋狀注入區。

2.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述源/漏延伸區的形成，可以在所述第一離子注入之前，或者所述第二離子注入之前，或者所述第一離子注入之后，或者所述第二離子注入之后，或者所述第一離子注入和第二離子注入之間。

3.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述MOS晶體管為NMOS晶體管，所述柵極結構中的多晶硅片厚度為75nm～110nm，所述第一離子和第二離子為P型離子；所述第二離子注入的能量范圍為9.5KeV～15KeV，注入的劑量范圍為1e14cm^-2～5e14cm^-2。

4.根據權利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述第二離子為硼離子。

5.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述MOS晶體管為PMOS晶體管，所述柵極結構中的多晶硅片厚度范圍為75nm～110nm，所述第一離子和第二離子為N型離子；所述第二離子注入的能量范圍為30KeV～50KeV，注入的劑量范圍為1e14cm^-2～5e14cm^-2。

6.根據權利要求5所述的形成方法，其特征在于，所述第二離子為磷離子。

7.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述袋形注入區的深度界于源/漏延伸區與源/漏極之間，所述袋形注入區的導電類型與源/漏延伸區或源/漏極的導電類型相反。

8.根據權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成源/漏極步驟之前，還包括在柵極結構兩側、半導體襯底上形成側墻步驟。

9.一種MOS晶體管的閾值電壓調節方法，其特征在于，該方法包括：

在半導體襯底上形成柵極結構；

穿透柵極結構進行第二離子注入，形成用于調節閾值電壓的離子擴散區以及袋狀注入區；

在柵極結構兩側、半導體襯底中進行離子注入以形成源/漏延伸區和源/漏極，將半導體襯底進行退火；

所述第二離子注入能量和劑量，根據MOS晶體管的閾值電壓確定；

還包括：

在所述柵極結構兩側、半導體襯底中進行第一離子注入以形成袋狀離子注入，該袋狀離子注入形成與所述袋狀注入區重合或是使所述袋狀注入區延伸后的袋狀注入區。

10.根據權利要求9所述的閾值電壓調節方法，其特征在于，所述MOS晶體管為NMOS晶體管，所述柵極結構中的多晶硅片厚度為75nm～110nm，所述第一離子和第二離子為P型離子；所述第二離子注入的能量范圍為9.5KeV～15KeV，注入的劑量范圍為1e14cm^-2～5e14cm^-2。

11.根據權利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述第二離子為硼離子。

12.根據權利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述MOS晶體管為PMOS晶體管，所述柵極結構中的多晶硅片厚度范圍為75nm～110nm，所述第一離子和第二離子為N型離子；所述第二離子注入的能量范圍為30KeV～50KeV，注入的劑量范圍為1e14cm^-2～5e14cm^-2。

13.根據權利要求12所述的形成方法，其特征在于，所述第二離子為磷離子。