[發明專利]可調節閾值電壓的靜態隨機存儲器晶體管單元制造方法

在審

• 申請號: 201310239351.3
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103337482A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 任錚
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/8244
• 分類號: H01L21/8244;H01L21/336;H01L21/027
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，特別涉及一種可調節閾值電壓的靜態隨機存儲器晶體管單元制造方法。

背景技術

靜態隨機存儲器（以下簡稱SRAM）作為半導體存儲器中的一類重要產品，在計算機、通信、多媒體等高速數據交換系統中得到了廣泛的應用。SRAM的一個重要指標就是其面積，為了節約面積，目前90nm以下工藝代中，SRAM基本結構包括有源區、多晶硅柵、和接觸孔這三個層次。隨著工藝代的進步，對SRAM中器件性能的要求也越來越高、越來越多樣化，有時候需要專門針對控制管（Pass?Gate）進行閾值電壓（Vt）調節，即進行環狀注入（Halo?Implantation），從而達到調節控制管閾值電壓的目的。

另一方面，隨著工藝代的發展，SRAM中控制管的面積越來越小，導致環狀注入區域也越來越小，環狀注入的陰影效應也越來越明顯。環狀注入的陰影效應如圖1所示，在襯底8上設置有柵氧6以及其上的多晶硅柵5，器件通過淺隔離溝槽7（STI）與其他器件隔離，器件還包括輕摻雜源漏區域9和光刻膠4，沿著環狀注入方向3進行離子注入，以將離子注入到所圈出的位于柵氧6下方的目標區域10處，由于光刻膠4的存在，沿注入方向3在襯底8上具有投影面11，在投影面11所遮蓋的范圍內，環狀注入離子是無法注入到襯底8中的。其中，投影面11是由光刻膠4的厚度和環狀注入方向3共同決定的，隨著SRAM尺寸的不斷縮小，光刻膠4與多晶硅柵5、柵氧6之間的距離越來越近，當投影面11延伸到柵氧6下方時，環狀注入的離子將無法注入到目標區域10，這就是環狀注入的陰影效應。當環狀注入無法將離子注入到目標區域時，控制管的閾值電壓將無法通過環狀注入進行調節。

發明內容

本發明針對以上現有技術存在的問題，通過改變光刻膠的形貌，使得曝光后光刻膠的側壁與襯底成一定角度，該角度與環狀注入工藝的角度匹配，從而降低了靜態隨即存儲器制備工藝中環狀注入工藝的陰影效應。

本發明的可調節閾值電壓的靜態隨機存儲器晶體管單元制造方法，包括以下步驟：

步驟S01，提供靜態隨機存儲器的晶體管單元，該晶體管單元的襯底上具有多晶硅柵層；

步驟S02，在該晶體管單元上涂布光刻膠層；

步驟S03，圖形化該光刻膠層，形成暴露出多晶硅柵層及其周圍襯底待環狀注入區域的開口，該開口的側壁是傾斜的，且該開口側壁與開口底部襯底的待環狀注入區域表面的夾角為鈍角；

步驟S04，對該開口底部的襯底進行離子環狀注入。

進一步地，步驟S03包括：

步驟S031，將涂布光刻膠層后的襯底置于曝光設備中；

步驟S032，遠離最佳曝光位置來對該光刻膠層進行曝光；

步驟S033，對曝光后的光刻膠層進行顯影；

步驟S034，對顯影后的光刻膠層進行烘烤。

進一步地，步驟S032包括：調節曝光的焦距或曝光設備成像鏡頭與晶體管單元表面光刻膠層的距離，使該光刻膠層表面遠離曝光設備的最佳聚焦平面來進行曝光。

其中，上述“遠離曝光設備的最佳聚焦平面”是指在成像鏡頭與晶體管單元表面光刻膠層的最佳曝光距離的基礎上，再拉遠兩者距離，以使得光刻膠層表面遠離了曝光設備的最佳聚焦平面。遠離的程度可根據不同情況，如不同光刻機和不同曝光工藝，來進行調節，只要實現本發明所期待的傾斜側壁即可。

進一步地，步驟S034包括：調節烘烤的溫度，使烘烤溫度大于形成垂直側壁時的烘烤溫度來進行烘烤。

進一步地，該開口側壁與開口底部襯底的待環狀注入區域表面的夾角為90至120°。

進一步地，該開口側壁與環狀注入方向的夾角為0至15°。

本發明提供的可調節閾值電壓的靜態隨機存儲器晶體管單元制造方法，通過對光刻膠形貌的改變，使得光刻膠的側壁不再與襯底垂直，而是與襯底呈一定角度，從而減小側壁與環狀注入方向的夾角，減小光刻膠遮擋的投影面積，降低靜態隨機存儲器制備工藝中環狀注入工藝的陰影效應，增大了制備工藝的窗口。

附圖說明

為能更清楚理解本發明的目的、特點和優點，以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細描述，其中：

圖1是現有靜態隨機存儲器環狀注入工藝陰影效應的結構示意圖；

圖2是本發明靜態隨機存儲器晶體管閾值電壓的調節方法第一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖2，本發明第一實施例中可調節閾值電壓的靜態隨機存儲器晶體管單元制造方法包括以下步驟：