[發明專利]一種改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS HCI方法

無效

• 申請號: 201110160310.6
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102420143A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 謝欣云;陳玉文
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L21/265
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一種改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，包括以下步驟：

于一襯底上依次淀積第一介質層和多晶硅層，刻蝕所述第一介質層和所述多晶硅層，分別形成第一類半導體器件和第二類半導體器件的樣本柵；

注入氟離子于所述第一類半導體器件樣本柵區域，并通過熱處理使氟離子進入所述第一類半導體器件樣本柵中的第一介質層中，并形成第一類半導體器件和第二類半導體器件各自的漏源區；

淀積第二介質層覆蓋第一、第二器件及各自的樣本柵，化學機械研磨所述第二介質層及所述第一、二類半導體器件的樣本柵后，回蝕所述樣本柵形成樣本柵凹槽；

于第二介質層上沉積第一金屬層后選擇性刻蝕第一金屬層，以至少在第一類半導體器件之上的第二介質層上保留第一金屬層，并且第一類半導體樣本柵凹槽的底部及側壁覆蓋有部分第一金屬層，之后于第二介質層上沉積第二金屬層后選擇性刻蝕第二金屬層，以至少在第二類半導體器件之上的第二介質層上保留第二金屬層，并且第二類半導體樣本柵凹槽的底部及側壁覆蓋有部分第二金屬層；

淀積第三金屬層覆蓋在第一金屬層、第二金屬之上，并且部分第三金屬層填充在底部及側壁覆蓋有第一金屬層的第一類半導體樣本柵凹槽中，以及部分第三金屬層填充在底部及側壁覆蓋有第二金屬層的第二類半導體樣本柵凹槽中，之后對多余的第一金屬層、第二金屬、第三金屬層進行化學機械研磨。

2.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述氟離子采用離子注入工藝進行氟離子注入。

3.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，在所述多晶硅柵形成之后，進行漏源極離子注入熱處理工藝之前進行所述氟離子注入工藝。

4.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述氟離子的注入能量范圍是1KeV至20KeV。

5.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述氟離子注入劑量范圍是1E14/cm²?至3?E15/cm²。

6.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述襯底上設置有一隔離槽，所述隔離槽兩邊分別為P襯底和N襯底。

7.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述選擇性刻蝕所述第一金屬層和所述第二金屬，既保留所述第一金屬層至所述第一類半導體樣本柵凹槽中，所述第二金屬層至所述第二類半導體樣本柵凹槽中。

8.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述第一類半導體器件為NMOS可靠性，所述第二類半導體器件為PMOS。

9.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述第一、二介質層為高介電常數材料。

10.如權利要求1所述的改善后柵極工藝高K柵電介質NMOS?HCI方法，其特征在于，所述注入氟離子于所述第一類半導體器件樣本柵區域時，遮擋住所述第二類半導體器件樣本柵區域。