[发明专利]栅极侧墙形成方法、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形成 方法、采用了该栅极侧墙形成方法的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栅极侧墙形成方法、采用了 该栅极侧墙形成方法的MOS器件制造方法、以及由该MOS器件制造方法制成的 MOS器件。

根据本发明的第一方面，提供了一种栅极侧墙形成方法，其包括：栅极侧 墙薄膜形成步骤，用于通过沉积在栅极侧壁上形成栅极侧墙薄膜，其中反应物 等离子体的引入方向向栅极一侧倾斜，以使得所述栅极一侧的栅极侧壁上形成 的栅极侧墙薄膜较厚，而栅极另一侧的侧壁上形成的栅极侧墙薄膜较薄；以及 栅极侧墙薄膜刻蚀步骤，用于对所述栅极侧墙薄膜进行刻蚀，以形成源极侧侧 墙宽度减小的栅极侧壁以及漏极侧侧墙宽度增大的栅极侧壁，由此使源极侧栅 极侧壁小于漏极侧栅极侧壁。

优选地，在所述栅极侧墙薄膜形成步骤中，通过调节侧墙薄膜沉积条件， 使得源极侧的栅极侧墙薄膜厚度和漏极侧的栅极侧墙薄膜厚度之和等于预定 值。

优选地，在所述栅极侧墙薄膜刻蚀步骤中，使源极侧的栅极侧墙的宽度与 漏极侧的栅极侧墙的宽度之和等于预定值。

根据本发明第一方面所提供的栅极侧墙形成方法，可以实现栅极两侧的栅 极侧壁上的栅极侧墙的厚度不同。

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，用于通过沉积在栅极侧壁上形成栅极侧墙薄膜，其中反应物 等离子体的引入方向向漏端倾斜，以使得漏极侧的栅极侧壁上形成的栅极侧墙 薄膜较厚，而源极侧的侧壁上形成的栅极侧墙薄膜较薄；栅极侧墙薄膜刻蚀步 骤，用于对所述栅极侧墙薄膜进行刻蚀，以形成源极侧侧墙宽度减小的栅极侧 壁以及漏极侧侧墙宽度增大的栅极侧壁，由此使源极侧栅极侧壁小于漏极侧栅 极侧壁；源漏掺杂步骤，用于在所述栅极侧墙薄膜刻蚀步骤之后对漏极和源极 执行掺杂。

优选地，在所述栅极侧墙薄膜形成步骤中，通过调节侧墙薄膜沉积条件， 使得源极侧的栅极侧墙薄膜厚度和漏极侧的栅极侧墙薄膜厚度之和等于预定 值。

优选地，在所述栅极侧墙薄膜刻蚀步骤中，使源极侧的栅极侧墙的宽度与 漏极侧的栅极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。

根据本发明，针对现有技术中MOS器件的热载流子注入的问题，本发明在 栅极侧墙薄膜沉积过程中，以斜角方式引入反应等离子体，使得漏端的栅极侧 壁上的栅极侧墙薄膜较厚，在源端的栅极侧壁上的栅极侧墙薄膜较薄，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：