[发明专利]栅极侧墙刻蚀方法、MOS器件制造方法以及MOS器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种栅极侧墙刻蚀 方法、采用了该栅极侧墙刻蚀方法的MOS器件制造方法、以及由该MOS器件制 造方法制成的MOS器件。

背景技术

热载流子效应是MOS(金属-氧化物-半导体)器件的一个重要的失效机理， 随着MOS器件尺寸的日益缩小，器件的热载流子注入效应越来越严重。以PMOS 器件为例，沟道中的空穴，在漏源之间高横向电场的作用下被加速，形成高能 载流子，高能载流子与硅晶格碰撞，产生电离的电子空穴对，电子由衬底收集， 形成衬底电流，大部分碰撞产生的空穴，流向漏极，但还有部分空穴，在纵向 电场的作用下，注入到栅极中形成栅极电流，这种现象称为热载流子注入(Hot  Carrier Injection)。

热载流子会造成硅衬底与二氧化硅栅氧界面处能键的断裂，在硅衬底与二 氧化硅栅氧界面处产生界面态，导致器件性能，如阈值电压、跨导以及线性区/ 饱和区电流的退化，最终造成MOS器件失效。器件失效通常首先发生在漏端， 这是由于载流子通过整个沟道的电场加速，在到达漏端后，载流子的能量达到 最大值，因此漏端的热载流子注入现象比较严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能 够有效地减小了半导体器件热载流子注入的损伤的MOS器件制造方法以及由该 MOS器件制造方法制成的MOS器件。

根据本发明的第一方面，提供了一种栅极侧墙刻蚀方法，其包括：栅极侧 墙薄膜形成步骤，用于在栅极侧壁上形成栅极侧墙薄膜；光刻胶涂覆步骤，用 于将光刻胶涂覆在栅极上以覆盖栅极的一个侧壁并露出栅极的另一侧壁；第一 侧壁刻蚀步骤，用于利用所述光刻胶对露出的栅极的所述另一侧壁进行刻蚀； 光刻胶去除步骤，用于去除所述光刻胶；以及第二侧壁刻蚀步骤，用于在去除 所述光刻胶之后对栅极两侧的侧壁进行刻蚀。

优选地，在所述第一侧壁刻蚀步骤中，横向刻蚀速度高于纵向刻蚀速度。

优选地，在所述第二侧壁刻蚀步骤中，横向刻蚀速度低于纵向刻蚀速度。

优选地，所述栅极侧墙刻蚀方法还包括：控制所述第一侧壁刻蚀步骤的横 向刻蚀速度和纵向刻蚀速度、以及所述第二侧壁刻蚀步骤的横向刻蚀速度和纵 向刻蚀速度，以使得所述第二侧壁刻蚀步骤之后得到栅极两侧的侧墙的宽度之 和等于预定值。

根据本发明的第二方面，提供了一种MOS器件制造方法，其包括：栅极侧 墙薄膜形成步骤，用于在栅极侧壁上形成栅极侧墙薄膜；光刻胶涂覆步骤，用 于将光刻胶涂覆在栅极上以覆盖漏极侧的栅极侧壁并露出源极侧的栅极侧壁；

第一侧壁刻蚀步骤，用于利用所述光刻胶对源极侧的栅极侧壁进行刻蚀； 光刻胶去除步骤，用于去除所述光刻胶；第二侧壁刻蚀步骤，用于在去除所述 光刻胶之后对栅极两侧的侧壁进行刻蚀；源漏掺杂步骤，用于在所述第二侧壁 刻蚀步骤之后对漏极和源极执行掺杂。

优选地，在所述第一侧壁刻蚀步骤中，横向刻蚀速度高于纵向刻蚀速度。

优选地，在所述第二侧壁刻蚀步骤中，横向刻蚀速度低于纵向刻蚀速度。

优选地，控制所述第一侧壁刻蚀步骤的横向刻蚀速度和纵向刻蚀速度、以 及所述第二侧壁刻蚀步骤的横向刻蚀速度和纵向刻蚀速度，以使得所述第二侧 壁刻蚀步骤之后得到栅极两侧的侧墙的宽度之和等于预定值。

优选地，所述MOS器件制造方法还包括退火步骤。

根据本发明的第三方面，提供了一种根据本发明第二方面所述的MOS器件 制造方法制成的MOS器件。

在根据本发明，针对现有技术中热载流子注入的问题，本发明通过改进栅 极侧墙薄膜的刻蚀方法，通过对MOS器件源漏侧的栅极侧墙进行不同的刻蚀， 在MOS器件的源漏端形成不同形貌的栅极侧墙，使得刻蚀后漏端的栅极侧墙宽 度增大，而源端的栅极侧墙宽度减小，在接下来的源漏高掺杂注入和退火工艺 后，漏端的掺杂离子离沟道距离被拉远，源端的掺杂离子与沟道和衬底的距离 被拉近，在保持沟道有效长度(Effective Channel Length)不变的情况下， 降低了漏端的纵向电场强度，从而减小了半导体器件热载流子注入的损伤。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整 的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：