[發明專利]單一厚度柵氧層實現多級工作電壓半導體器件及制備方法有效

申請號：	201110250267.2	申請日：	2011-08-29
公開（公告）號：	CN102437175A	公開（公告）日：	2012-05-02
發明（設計）人：	黃曉櫓;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：	H01L29/36	分類號：	H01L29/36;H01L27/092;H01L21/265;H01L21/8238
代理公司：	上海新天專利代理有限公司 31213	代理人：	王敏杰
地址：	201210 上海市浦***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	單一厚度柵氧層實現多級工作電壓半導體器件制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及多級工作電壓的后柵極工藝半導體器件及其制備方法，具體而言，涉及一種單一厚度柵氧層實現多級工作電壓的后柵極工藝半導體器件及其制備方法。

背景技術

在邏輯電路或者存儲器電路中，因電路設計要求，CMOS采用多級工作電壓是很常見的。

如對于核心電路，工作電壓一般采用低電壓，如1.0V，1.2V，1.5V等，而對于外圍電路，工作電壓一般采用高電壓，如1.8V，2.5V，3.3V等。

對于核心電路中的CMOS，一般稱為Core?NMOS,?Core?PMOS，而對于外圍電路中的CMOS，一般稱為IO?NMOS,?IO?PMOS。

多級工作電壓是通過不同厚度的柵氧層來實現的，傳統的邏輯電路或者存儲器電路制備工藝，通常會有雙柵氧層（Dual?Gate?Oxide）工藝，甚至三柵氧層（Triple?Gate?Oxide）工藝，參考圖1和圖2所示的雙柵氧層和三柵氧層的CMOS示意圖。針對Core和IO?MOS器件，傳統的器件制備方法是采用不同的柵極介質層厚度。?Core?MOS器件采用較薄的柵極介質層厚度，其閾值電壓較低。?IO?MOS器件采用較厚的柵極介質層厚度，其閾值電壓較高。如圖1所示的第一薄柵氧層101和第一厚柵氧層102；又如圖2所示，除了第二薄柵氧層201和第二厚柵氧層203外，還有中等厚度柵氧層202。

但是，如圖1和圖2的這種現有技術使得CMOS工藝復雜，成本升高，不利于廣泛使用。

因此，有必要提供一種新工藝方法來制造一種單一厚度柵氧層以實現多級工作電壓的CMOS結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單，成本相對較低的能夠實現多級工作電壓的CMOS結構及其制備方法。

針對現有技術的缺陷，本發明公開一種單一厚度柵氧層實現多級工作電壓的后柵極工藝半導體器件，其中，包括：

采用后柵極制備工藝的該半導體器件至少包括形成襯底上的若干第一類晶體管，以及每一個第一類晶體管分別對應一個與其平帶電壓絕對值相近的第二類晶體管；

所述若干第一、第二類晶體管各自所包含的柵極溝槽；?

形成在所述若干第一、第二類晶體管各自的柵極溝槽底部的柵氧層，每個柵氧層的厚度均相同；

所述若干第一類晶體管中的柵氧層中分別各自注射有不等量的第一離子，使得至少有兩個第一類晶體管的平帶電壓不同；

所述若干第二類晶體管中的柵氧層中分別各自注射有不等量的第二離子，使得至少有兩個第二類晶體管的平帶電壓不同。

上述的器件，其中，所述襯底為體硅或絕緣體上硅。

上述的器件，其中，所述第一類晶體管為PMOS晶體管，第二類晶體管為NMOS晶體，且該半導體器件為CMOS器件。