[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，用于形成多阈值电压晶体管器件，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区、第二区和第三区，所述第二区位于所述第一区和所述第三区之间；

对所述半导体衬底的第一区、第二区和第三区进行第一离子掺杂，在第一区、第二区和第三区半导体衬底内形成第一阱区，所述第一阱区内掺杂有第一离子；

在所述半导体衬底第三区上形成初始栅层；

在形成所述初始栅层之后，对第二区和第三区的半导体衬底进行第二离子掺杂，将第二区内的第一阱区反型为第二阱区，将第三区内第一阱区反型为第三阱区，所述第二阱区和第三阱区内掺杂有第二离子，所述第二离子与第一离子导电类型相反，第二阱区的第二离子掺杂浓度大于第三阱区的第二离子掺杂浓度；

在半导体衬底上形成第一栅极结构，至少一个第一栅极结构位于第二阱区上；

形成第一栅极结构后，刻蚀所述初始栅层，在所述第三阱区上形成第二栅极结构；

所述第二离子掺杂的方法包括：进行第一次离子注入，所述第一次离子注入的深度小于初始栅层的厚度；在第一次离子注入之后，进行第二次离子注入，所述第二次离子注入的深度大于初始栅层的厚度；在所述第二次离子注入之后，进行至少一次第三次离子注入，所述第三次离子注入的深度大于初始栅层的厚度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一区与所述第二区和所述第三区形成的器件类型不同。

3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一次离子注入的注入离子剂量大于第二次离子注入的注入离子剂量。

4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第三次离子注入的注入离子剂量大于第二次离子注入的注入离子剂量。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二次离子注入的注入离子能量大于第一次离子注入的注入离子能量。

6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第三次离子注入的注入离子剂量大于第二次离子注入的注入离子剂量。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述初始栅层的材料包括：多晶硅、非晶硅、微晶硅、非晶锗或金属栅极材料。

8.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，第二离子掺杂前，还包括在第一阱区表面形成第一掩膜层；以所述初始栅层和第一掩膜层为掩膜对第二区的半导体衬底进行第二离子掺杂。

9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一离子掺杂工艺包括离子注入工艺或固态源掺杂工艺。

10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一离子掺杂后，初始栅层形成前，还包括：在所述半导体衬底第一区、第二区和第三区表面形成栅介质层，所述初始栅层位于栅介质层表面。

11.根据权利要求10所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一栅极结构的形成方法包括：去除第二阱区表面的栅介质层，暴露出第二阱区表面；在第二阱区表面形成第一栅介质层；在第一栅介质层表面形成第一栅极膜；在第一栅极膜表面形成第二掩膜层，以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一栅极膜，在第二阱区表面形成第一栅极层，形成所述第一栅极结构。

12.根据权利要求11所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二栅极结构的形成方法包括：形成第一栅极结构后，刻蚀所述初始栅层和栅介质层，在所述第三阱区上形成第二栅极结构。