純氣體優(yōu)選為氮氣，同時在反應(yīng)腔室內(nèi)通入一定量的氧氣，其中氧氣占氮氣量的1%至3%，所述退火步驟的溫度為600-800°C，所述退火步驟時間為30-60，所述退火步驟的反應(yīng)壓強為I至20atm。
[0068]需要說明的，上述退出步驟的工藝參數(shù)僅僅是示例性的，并不局限與上述工藝參數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)實際整體工藝和器件性能來選用適當(dāng)?shù)墓に嚄l件。
[0069]作為進一步的優(yōu)選，在本發(fā)明中可以選用快速熱退火，具體地，可以選用以下幾種方式中的一種:脈沖激光快速退火、脈沖電子束快速退火、離子束快速退火、連續(xù)波激光快速退火以及非相干寬帶光源(如鹵燈、電弧燈、石墨加熱)快速退火等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進行選擇，也并非局限于所舉示例。
[0070]在執(zhí)行所述退火步驟之后，上述半導(dǎo)體器件中的界面層的厚度變薄，但是高閾值電壓區(qū)域器件、標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域器件和低閾值電壓區(qū)域器件中的界面層的厚度變化不一樣，最后在高閾值電壓區(qū)域器件中界面層的厚度小于標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域器件中界面層的厚度，標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域器件中界面層的厚度小于高閾值電壓區(qū)域器件中界面層的厚度。
[0071]通過調(diào)整退火工藝條件和氧清除劑注入工藝條件來實現(xiàn)在半導(dǎo)體襯底的不同區(qū)域形成不同厚度的介電層。
[0072]示例性地，當(dāng)高閾值電壓區(qū)域器件、標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域器件和低閾值電壓區(qū)域器件分別注入的氧清除劑的材料相同，那么高閾值電壓區(qū)域器件、標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域器件和低閾值電壓區(qū)域的注入濃度不同，低閾值電壓區(qū)域、標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域、高閾值電壓區(qū)域的注入濃度逐漸降低，相當(dāng)于，低閾值電壓區(qū)域的氧清除劑注入濃度大于標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域的氧清除劑注入濃度，標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域的氧清除劑注入濃度大于高閾值電壓區(qū)域的氧清除劑注入濃度。
[0073]示例性地，當(dāng)高閾值電壓區(qū)域器件、標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域器件和低閾值電壓區(qū)域器件分別注入的氧清除劑的注入濃度相同時，低閾值電壓區(qū)域注入的氧清除劑的清除能力大于標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域注入的氧清除劑的清除能力，標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域注入的氧清除劑的清除能力大于高閾值電壓區(qū)域注入的氧清除劑的清除能力。
[0074]參照圖4，為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式制作具有后HK/后MG結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的工藝流程圖，用于簡要示出整個制造工藝的流程。
[0075]在步驟401中，提供一半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體襯底包括NMOS標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域和PMOS標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域，NMOS低閾值電壓區(qū)域和PMOS低閾值電壓區(qū)域、NMOS高閾值電壓區(qū)域和PMOS高閾值電壓區(qū)域，在半導(dǎo)體襯底上形成有層間介電層(ILD0)，NM0S區(qū)域中的虛擬柵極結(jié)構(gòu)和PMOS區(qū)域中虛擬柵極結(jié)構(gòu)。去除NMOS區(qū)域中的虛擬柵極結(jié)構(gòu)和PMOS區(qū)域中的虛擬柵極結(jié)構(gòu)，以形成金屬柵極溝槽；
[0076]在步驟402中，在NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域中的金屬柵極溝槽中依次沉積形成界面層、聞K介電層、復(fù)蓋層；
[0077]在步驟403中，分別對標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域、低閾值電壓區(qū)域和高閾值電壓區(qū)域執(zhí)行氧清除劑注入；
[0078]在步驟404中，執(zhí)行退火步驟。
[0079]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制作方法利用氧清除效應(yīng)以改變界面層(IL)的物理厚度，該方法實現(xiàn)了在半導(dǎo)體襯底的不同區(qū)域形成不同厚度的介電層，所述介電層包括高K介電層和IL介電層，同時滿足了調(diào)節(jié)不同電壓器件的要求，提高半導(dǎo)體器件的整體性能，提高半導(dǎo)體的良品率。本發(fā)明的制作方法適用于平面場效應(yīng)晶體管半導(dǎo)體技術(shù)和FinFET(鰭片場效應(yīng)晶體管)半導(dǎo)體技術(shù)。
[0080]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【主權(quán)項】
1.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供具有標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域、高閾值電壓區(qū)域和低閾值電壓區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域包括第一虛擬柵極，所述低閾值電壓區(qū)域包括第二虛擬柵極，所述高閾值電壓區(qū)域包括第三虛擬柵極； 去除所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域中的所述第一虛擬柵極，去除所述低閾值電壓區(qū)域中的所述第二虛擬柵極，去除所述高閾值電壓區(qū)域中的所述第三虛擬柵極，以在所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域中形成第一溝槽，在所述低閾值電壓區(qū)域中形成第二溝槽，在所述高閾值電壓區(qū)域中形成第三溝槽； 在所述第一溝槽、所述第二溝槽和所述第三溝槽的底部及側(cè)壁上依次沉積形成高K介電層和覆蓋層； 去除所述高閾值電壓區(qū)域中的所述覆蓋層以露出所述高K介電層； 對所述低閾值電壓區(qū)域執(zhí)行氧清除劑注入； 執(zhí)行退火步驟。2.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供具有標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域、高閾值電壓區(qū)域和低閾值電壓區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域包括第一虛擬柵極，所述低閾值電壓區(qū)域包括第二虛擬柵極，所述高閾值電壓區(qū)域包括第三虛擬柵極； 去除所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域中的所述第一虛擬柵極，去除所述低閾值電壓區(qū)域中的所述第二虛擬柵極，去除所述高閾值電壓區(qū)域中的所述第三虛擬柵極，以在所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域中形成第一溝槽，在所述低閾值電壓區(qū)域中形成第二溝槽，在所述高閾值電壓區(qū)域中形成第三溝槽； 在所述第一溝槽、所述第二溝槽和所述第三溝槽的底部及側(cè)壁上依次沉積形成高K介電層和覆蓋層； 分別對所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域、所述高閾值電壓區(qū)域和所述低閾值電壓區(qū)域執(zhí)行氧清除劑注入； 執(zhí)行退火步驟。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧清除劑的材料為T1、Al或者Hf。4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底和所述高K介電層之間形成有界面層。5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述退火步驟的反應(yīng)溫度為600至8000C，所述退火步驟的反應(yīng)時間為30至60s，所述退火步驟的反應(yīng)壓強為I至20atm，在通入氧氣和氮氣的混合氣體的條件下執(zhí)行所述退火步驟。6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)采用相同的氧清除劑材料時，所述低閾值電壓區(qū)域的摻雜注入大于所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域的注入濃度，所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域的注入濃度大于所述高閾值電壓區(qū)域的注入濃度。7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)氧清除劑的注入濃度相同時，所述低閾值電壓區(qū)域中的氧清除劑的清除能力大于所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域中的氧清除劑的清除能力，所述標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓區(qū)域中的氧清除劑的清除能力大于所述高閾值電壓區(qū)域中的氧清除劑的清除能力。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述退火步驟之后去除剩余的所述覆蓋層以露出所述高K介電層。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括在去除剩余的所述覆蓋層之后在露出的所述高K介電層上形成新的覆蓋層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制作半導(dǎo)體器件的方法，根據(jù)本發(fā)明的制作方法利用氧清除效應(yīng)以改變界面層（IL）的物理厚度，該方法實現(xiàn)了在半導(dǎo)體襯底的不同區(qū)域形成不同厚度的介電層，所述介電層包括高K介電層和IL介電層，同時滿足了調(diào)節(jié)不同電壓器件的要求，提高半導(dǎo)體器件的整體性能，提高半導(dǎo)體的良品率。本發(fā)明的制作方法適用于平面場效應(yīng)晶體管半導(dǎo)體技術(shù)和FinFET（鰭片場效應(yīng)晶體管）半導(dǎo)體技術(shù)。
【IPC分類】H01L21/8238
【公開號】CN104934376
【申請?zhí)枴緾N201410100745
【發(fā)明人】庫爾班·阿吾提
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2014年3月18日