[发明专利]具有均匀阈值电压分布的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，包括：

在衬底上形成沿第一方向延伸的鳍；

在衬底上形成沿与第一方向交叉的第二方向延伸的栅堆叠，其中栅堆叠包括依次堆叠的栅介质层和金属栅层；

利用第一类型的掺杂剂进行第一倾斜注入，其中第一倾斜注入的方向朝向金属栅层在鳍的第一侧上的侧壁；

利用第一类型掺杂剂进行第二倾斜注入，其中第二倾斜注入的方向朝向金属栅层在鳍的与第一侧相反的第二侧上的侧壁；

利用与第一类型互补的第二类型掺杂剂进行第三注入，其中第三注入的方向大致垂直于衬底的表面。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一倾斜注入的方向和第二倾斜注入的方向关于垂直于衬底表面的方向大致对称，且两者的注入能量和注入剂量大致相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，第三注入与第一和第二注入具有大致相同的注入能量和大致相同的注入剂量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

第一类型掺杂剂包括P、As、Sb、La、Er、Dy、Gd、Sc、Yb和Tb中的一种或多种，第二类型掺杂剂包括In、B、BF₂、Ru、W、Mo、Al、Ga和Pt中的一种或多种；或者

第一类型掺杂剂包括In、B、BF₂、Ru、W、Mo、Al、Ga和Pt中的一种或多种，第二类型掺杂剂包括P、As、Sb、La、Er、Dy、Gd、Sc、Yb和Tb中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，第一倾斜注入、第二倾斜注入和第三注入各自的注入能量为0.2-30keV，注入剂量为1E13-1E15cm^-2。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，形成栅堆叠包括：

在衬底上形成沿第二方向延伸的牺牲栅堆叠，牺牲栅堆叠包括依次堆叠的牺牲栅介质层和牺牲栅导体层；

在牺牲栅堆叠的侧壁上形成栅侧墙；

在衬底上形成电介质层，并进行平坦化，以露出牺牲栅堆叠；

选择性去除牺牲栅堆叠，从而在栅侧墙内侧形成栅槽；

在栅槽中形成栅介质层和金属栅层。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在形成有栅介质层和金属栅层的栅槽内进一步形成栅电极层。

8.一种半导体器件，包括：

在衬底上形成的沿第一方向延伸的鳍；

在衬底上形成的沿与第一方向交叉的第二方向延伸的栅堆叠，其中栅堆叠包括依次堆叠的栅介质层和金属栅层，

其中，金属栅层在鳍的顶面上的顶壁中包含第一类型掺杂剂的注入剂量减去第二类型掺杂剂的注入剂量的差值，与侧壁上的第一类型掺杂剂的注入剂量实质上相等，第二类型掺杂剂与第一类型掺杂剂互补。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，

第一类型掺杂剂包括P、As、Sb、La、Er、Dy、Gd、Sc、Yb和Tb中的一种或多种，第二类型掺杂剂包括In、B、BF₂、Ru、W、Mo、Al、Ga和Pt中的一种或多种；或者

第一类型掺杂剂包括In、B、BF₂、Ru、W、Mo、Al、Ga和Pt中的一种或多种，第二类型掺杂剂包括P、As、Sb、La、Er、Dy、Gd、Sc、Yb和Tb中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，金属栅层包括TiN。