[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

本申请公开了一种半导体装置的制造方法，涉及半导体技术领域。所述方法包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底；在所述衬底上用于MOS器件的鳍片；在所述衬底上位于所述鳍片周围的隔离区，所述隔离区的上表面低于所述鳍片的上表面；在所述隔离区和所述鳍片上的层间电介质层，所述层间电介质层具有露出所述鳍片的一部分的沟槽；在所述鳍片的露出部分的上表面和侧面上的栅极电介质层，以及在所述栅极电介质层上的功函数金属层；以及对所述功函数金属层进行离子注入，以增大所述MOS器件的阈值电压。本申请可以提高MOS器件的可靠性。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体装置的制造方法。

背景技术

随着金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，MOSFET)关键尺寸的缩小，逐渐采用栅控能力更好的鳍式场效应晶体管(Fin Field Effect Transistor，FinFET)来替代平面器件。

然而，本申请的发明人发现：FinFET在工作时，电场线集中分布在栅极与源极以及栅极与漏极交叠的区域，在鳍片的顶部的电场线的密度尤其大，这使得该区域的电场强度比较大，热载流子效应严重，从而使得FinFET的可靠性比平面器件的可靠性差。

对于平面器件来说，可以通过漏轻掺杂(LDD)工艺来减小栅极与源极以及栅极与漏极交叠的区域的电场强度，从而改善热载流子效应。然而，对于FinFET来说，这种方式不足以使得栅极与源极以及栅极与漏极交叠的区域的电场强度减小到期望的程度，因此FinFET的可靠性有待进一步提高。

发明内容

本申请的一个目的在于提高MOS器件的可靠性。

根据本申请的一方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底；在所述衬底上用于MOS器件的鳍片；在所述衬底上位于所述鳍片周围的隔离区，所述隔离区的上表面低于所述鳍片的上表面；在所述隔离区和所述鳍片上的层间电介质层，所述层间电介质层具有露出所述鳍片的一部分的沟槽；在所述鳍片的露出部分的上表面和侧面上的栅极电介质层，以及在所述栅极电介质层上的功函数金属层；以及对所述功函数金属层进行离子注入，以增大所述MOS器件的阈值电压。

在一个实施例中，对所述露出部分的上表面上的功函数金属层进行所述离子注入。

在一个实施例中，对所述露出部分靠近所述层间电介质层的区域的上表面上的功函数金属层进行所述离子注入。

在一个实施例中，以所述层间电介质层为掩模进行所述离子注入。

在一个实施例中，所述离子注入的注入能量小于5KeV。

在一个实施例中，所述离子注入的注入方向与所述层间电介质层的法线之间的角度为0-20度。

在一个实施例中，所述离子注入的注入方向与所述鳍片的侧面平行。

在一个实施例中，所述MOS器件为PMOS器件。

在一个实施例中，所述离子注入注入的杂质包括下列中的一种或多种：Al、Ga。

在一个实施例中，所述功函数金属层包括下列中的一种或多种：TiN、TaC、MoN。

在一个实施例中，所述MOS器件为NMOS器件。

在一个实施例中，所述离子注入注入的杂质包括下列中的一种或多种：N、F、C、As、La。

在一个实施例中，所述功函数金属层包括下列中的一种或多种：TiAl、TaC、Al。