半导体器件的形成方法与流程

文档序号:12065885阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:

提供包括第一区域、第二区域和第三区域的衬底,所述衬底表面形成有第一氧化膜,其中,所述第二区域和第三区域的第一氧化膜表面形成有第一阻挡膜,且所述第三区域的第一阻挡膜上形成有第二阻挡膜;

在所述第一区域的第一氧化膜表面、第二区域的第一阻挡膜表面、以及第三区域的第二阻挡膜表面形成伪栅膜;

图形化所述伪栅膜、第二阻挡膜、第一阻挡膜以及第一氧化膜,在第一区域的衬底表面形成第一氧化层以及伪栅层,在第二区域的衬底表面形成第一氧化层、第一阻挡层以及伪栅层,在第三区域的衬底表面形成第一氧化层、第一阻挡层、第二阻挡层以及伪栅层;

在所述衬底表面形成层间介质层,且层间介质层顶部与伪栅层顶部齐平;

刻蚀去除所述第一区域、第二区域和第三区域的伪栅层;

刻蚀去除所述第一区域的第一氧化层,暴露出第一区域部分衬底表面;

对所述暴露出的第一区域衬底进行掺杂处理,降低氧化工艺氧化第一区域衬底的氧化速率;

刻蚀去除所述第二区域的第一阻挡层和第一氧化层;

采用氧化工艺对所述暴露出的第一区域衬底、第二区域衬底进行氧化处理,在第一区域衬底表面形成第二氧化层,同时在第二区域衬底表面形成第三氧化层,且所述第二氧化层的厚度小于第三氧化层的厚度,所述第三氧化层的厚度小于第一氧化层的厚度。

2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡膜与第二阻挡膜的材料相同;所述第三区域的第一阻挡膜与第二阻挡膜之间还形成有中间膜,且所述中间膜的材料与第一阻挡膜的材料不同;所述第三区域的第一阻挡层与第二阻挡层之间还形成有中间层。

3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在刻蚀去除所述第二区域的第一阻挡层和第一氧化层的同时,第三区域的第二阻挡层和中间层被刻蚀去除;在进行所述氧化工艺之后,刻蚀去除第三区域的第一 阻挡层。

4.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述第一阻挡膜、中间膜以及第二阻挡膜的工艺步骤包括:依次在第一氧化膜表面形成第一阻挡膜、位于第一阻挡膜表面的中间膜、以及位于中间膜表面的第二阻挡膜;在所述第二区域和第三区域的衬底上形成第一光刻胶层;以所述第一光刻胶层为掩膜,刻蚀去除第一区域的第二阻挡膜、中间膜以及第一阻挡膜;在所述第一区域和第三区域的衬底上形成第二光刻胶层;以所述第二光刻胶层为掩膜,刻蚀去除第二区域的第二阻挡膜。

5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在刻蚀去除所述第一区域的第二阻挡膜、中间膜以及第一阻挡膜之前或之后,还包括步骤:以所述第一光刻胶层为掩膜,对所述第一区域的衬底进行离子注入,在第一区域的衬底内形成第一阱区;在刻蚀去除第二区域的第二阻挡膜之前或之后,还包括步骤:以所述第二光刻胶层为掩膜,对所述第二区域的衬底进行离子注入,在第二区域的衬底内形成第二阱区。

6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡膜的材料为SiN、SiON、SiBN、SiCN、SiOBN、SiOCN、HfO2、HfZrO2、HfSiO、HfSiON、TiN或TaN;所述第二阻挡膜的材料为SiN、SiON、SiBN、SiCN、SiOBN、SiOCN、HfO2、HfZrO2、HfSiO、HfSiON、TiN或TaN。

7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述掺杂处理的掺杂离子为氮离子。

8.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述掺杂处理的工艺参数为:N2流量为50sccm至500sccm,腔室压强为10毫托至30毫托,功率为40瓦至400瓦。

9.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二氧化层的材料为氮氧化硅;所述第三氧化层的材料为氧化硅;所述第一氧化层的材料为氧化硅。

10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二氧化层的厚度小于10埃;所述第三氧化层的厚度为10埃至20埃;所述第一氧 化层的厚度为20埃至30埃。

11.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡膜与第二阻挡膜的材料不同;所述第三区域的第二阻挡膜位于第一阻挡膜表面。

12.如权利要求11所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在进行所述氧化工艺之后,刻蚀去除所述第三区域的第二阻挡层和第一阻挡层。

13.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,还包括步骤:在所述第二氧化层表面、第三氧化层表面、以及第三区域的第一氧化层表面形成高k栅介质层;在高k栅介质层表面形成金属栅电极层,且所述金属栅电极层顶部与层间介质层顶部齐平。

14.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:

提供包括第一区域、第二区域和第三区域的衬底,所述衬底表面形成有第一氧化膜,其中,所述第二区域和第三区域的第一氧化膜表面形成有第一阻挡膜,且所述第三区域的第一阻挡膜上形成有第二阻挡膜;

刻蚀去除所述第一区域的第一氧化膜,暴露出第一区域衬底表面;

对所述暴露出的第一区域衬底进行掺杂处理,降低氧化工艺氧化第一区域衬底的氧化速率;

刻蚀去除所述第二区域的第一阻挡膜以及第一氧化膜;

采用氧化工艺对所述第一区域衬底、第二区域衬底进行氧化处理,在第一区域衬底表面形成第二氧化膜,同时在第二区域衬底表面形成第三氧化膜,且所述第二氧化膜的厚度小于第三氧化膜的厚度,所述第三氧化膜的厚度小于第一氧化膜的厚度;

刻蚀去除所述第三区域的第二阻挡膜和第一阻挡膜。

15.如权利要求14所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,还包括步骤:在所述第二氧化膜表面、第三氧化膜表面以及第三区域的第一氧化膜表面形成高k栅介质膜;在所述高k栅介质膜表面形成伪栅膜;图形化所述伪栅膜、高k栅介质膜、第二氧化膜、第三氧化膜、第三区域的第一氧化膜, 在第一区域衬底表面形成第二氧化层、高k栅介质层以及伪栅层,在第二区域衬底表面形成第三氧化层、高k栅介质层以及伪栅层,在第三区域衬底表面形成第一氧化层、高k栅介质层以及伪栅层,其中,第二氧化层的厚度小于第三氧化层的厚度,第三氧化层的厚度小于第一氧化层的厚度;在所述衬底表面形成层间介质层,且所述层间介质层顶部与伪栅层顶部齐平;刻蚀去除所述伪栅层;在所述第一区域、第二区域和第三区域的高k栅介质层表面形成金属栅电极层,且所述金属栅电极层顶部与层间介质层顶部齐平。

16.如权利要求14所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,还包括步骤:在所述第二氧化膜表面、第三氧化膜表面以及第三区域的第一氧化膜表面形成伪栅膜;图形化所述伪栅膜、第二氧化膜、第三氧化膜、第三区域的第一氧化膜,在第一区域衬底表面形成第二氧化层以及伪栅层,在第二区域衬底表面形成第三氧化层以及伪栅层,在第三区域衬底表面形成第一氧化层以及伪栅层,其中,第二氧化层的厚度小于第三氧化层的厚度,第三氧化层的厚度小于第一氧化层的厚度;在所述衬底表面形成层间介质层,且所述层间介质层顶部与伪栅层顶部齐平;刻蚀去除所述伪栅层;在所述第二氧化层表面、第三氧化层表面、第一氧化层表面形成高k栅介质层;在所述高k栅介质层表面形成金属栅电极层,且所述金属栅电极层顶部与层间介质层顶部齐平。

17.如权利要求14所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一阻挡膜与第二阻挡膜的材料相同;所述第三区域的第一阻挡膜与第二阻挡膜之间还形成有中间膜,且所述中间膜的材料与第一阻挡膜的材料不同。

18.如权利要求17所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述第一阻挡膜、中间膜以及第二阻挡膜的工艺步骤包括:依次在第一氧化膜表面形成第一阻挡膜、位于第一阻挡膜表面的中间膜、以及位于中间膜表面的第二阻挡膜;在所述第二区域和第三区域的衬底上形成第一光刻胶层;以所述第一光刻胶层为掩膜,刻蚀去除第一区域的第二阻挡膜、中间膜以及第一阻挡膜;在所述第一区域和第三区域的衬底上形成第二光刻胶层;以所述第二光刻胶层为掩膜,刻蚀去除第二区域的第二阻挡膜。

19.如权利要求18所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在刻蚀去除所述第一区域的第二阻挡膜、中间膜以及第一阻挡膜之前或之后,还包括步骤:以所述第一光刻胶层为掩膜,对所述第一区域的衬底进行离子注入,在第一区域的衬底内形成第一阱区;在刻蚀去除第二区域的第二阻挡膜之前或之后,还包括步骤:以所述第二光刻胶层为掩膜,对所述第二区域的衬底进行离子注入,在第二区域的衬底内形成第二阱区。

20.如权利要求14所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述掺杂处理的掺杂离子为氮离子;所述第一氧化膜的材料为氧化硅;所述第二氧化膜的材料为氮氧化硅;所述第三氧化膜的材料为氧化硅。

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