[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件及其形成方法，方法包括：提供半导体衬底，半导体衬底包括第一区、第二区和第三区，第二区位于第一区和第三区之间；对半导体衬底进行第一离子掺杂，在半导体衬底内形成第一阱区，第一阱区内掺杂有第一离子；在半导体衬底上形成覆盖第三区表面的初始栅层；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，将第三区内的第一阱区反型为第三阱区，第二阱区和第三阱区内掺杂有第二离子，第二离子与第一离子导电类型相反，第二阱区的离子浓度大于第三阱区的离子浓度；在第二阱区上形成第一栅极结构；刻蚀初始栅层，在第三阱区上形成第二栅极结构。所述方法减少了掩膜次数，降低了成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的不断进步，半导体器件的集成度不断提高，这就要求在一块芯片上能够形成更多的晶体管。

阈值电压是晶体管的重要性质，对晶体管的性能具有重要影响。不同功能的晶体管往往对阈值电压具有不同的要求，在形成不同晶体管的过程中，需要对不同晶体管的阈值电压进行调节。

为了对不同晶体管的阈值电压进行调节，会在晶体管的沟道区进行掺杂，形成阈值电压调节区。高阈值电压晶体管的阈值电压调节离子的浓度低于低阈值电压晶体管的阈值电压调节离子的浓度。可以通过在不同晶体管中形成不同浓度的阈值电压调节离子对晶体管的阈值电压进行调节。

然而，现有技术形成的多阈值电压晶体管工艺流程复杂，图形化工艺使用次数多，成本高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体器件及其形成方法，简化工艺流程，减少图形化工艺使用次数，降低成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种半导体器件的形成方法，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。

可选的，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；

可选的，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。

可选的，所述第二离子掺杂的方法还包括：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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。