[發明專利]提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法

有效

• 申請號: 201310312415.8
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN104347370B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 陳瑜;馬斌;陳華倫;羅嘯;郭振強
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法，其特征在于，形成PMOS器件的柵極的步驟包括：

步驟一、在硅襯底上依次形成柵氧化層和柵極多晶硅，在所述柵極多晶硅中注入硼離子，使所述柵極多晶硅呈P型摻雜結構；

步驟二、在硼離子注入之后，在所述柵極多晶硅表面形成金屬硅化鎢層；

步驟三、進行全面氟離子注入將氟離子注入到所述金屬硅化鎢層中；

步驟四、通過熱處理將氟離子擴散到所述柵極多晶硅中；且在硅和氧化硅的界面處，氟離子取代氫離子形成比硅氫鍵更加穩定的硅氟鍵；由氟離子擴散后的所述金屬硅化鎢層和所述柵極多晶硅組成所述PMOS器件的柵極。

2.如權利要求1所述的提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法，其特征在于：步驟一中的注入硼離子的能量為3KeV～8Kev，注入劑量為1E15cm^-2～1E16cm^-2。

3.如權利要求1所述的提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法，其特征在于：步驟三中的氟離子注入的能量為3KeV～15Kev，注入劑量為1E15cm^-2～8E15cm^-2。

4.如權利要求1所述的提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法，其特征在于：步驟三的氟離子注入工藝之后、步驟四的氟離子的熱處理之前，還包括在所述金屬硅化鎢層表面形成柵極氮化硅層的步驟。

5.如權利要求1所述的提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法，其特征在于：步驟四中在硅和氧化硅的界面處，氟離子還對硅氧鍵的扭曲進行減小。

6.如權利要求1所述的提高PMOS器件柵極的負偏壓溫度穩定性方法，其特征在于：步驟四中的硅和氧化硅的界面包括：所述硅襯底和所述柵氧化層的界面，所述柵氧化層和所述柵極多晶硅的界面。