一种阈值电压调整方法、湿法刻蚀方法及金属氧化物器件与流程

本发明属于集成电路加工工艺，尤其涉及一种阈值电压调整方法、湿法刻蚀方法及金属氧化物器件。

背景技术：

1、 半导体集成电路ic（integrate circuit）加工工艺过程中，具有类似的工作特性但又存在不同特性阈值的电路或微观结构，通常需要在不同的器件中实现；或者，可以采用不同的结构来实现不同的特性阈值；其中，为了获得不同的功能结构，经常需要通过不同的工艺来实现不同的局部功能。

2、为了避免不同功能结构在加工过程中互相干扰、甚至导致功能失效，需要对不同的工艺过程施加保护；其中，可通过增加光罩m（mask）的方式来分阶段进行处理，进而可实现对不同工艺区域的选择，或对指定的图形区域进行操作；但是，增加光罩往往会使工艺过程的复杂度增加，进而导致生产效率下降并导致制备成本增加。

3、 在处理同时存在高h（high）、中m（middle）、低l（low）工作电压或特性电压的器件加工工艺中；如以上各区域的阱（well）结构存在共用情形，当采用离子注入imp（ionimplantation）方式来调整阈值参数时，势必会对相邻区域造成干扰。

4、相关技术中，如须对共用阱结构的局部区域进行处理，往往需要增加一张光罩；此时，虽可实现工艺要求，但增加的光罩会使生产效率难以满足要求。

技术实现思路

1、 发明人发现：在在高h（high）、中m（middle）、低l（low）共存的结构中，不同电压阈值vt（voltage threshold）区域的器件表面，在湿法刻蚀wet etch过程中的硅流失敏感度存在差异；并基于此进行了新工艺的研发。

2、具体地，本发明实施例公开了一种阈值电压调整方法，包括第一在先处理步骤、第三定量刻蚀步骤；其第一在先处理步骤于目标器件上构造有第一阈值区lv；其目标器件上还构造有第二阈值区mv和/或第三阈值区hv；其第一阈值区lv、第二阈值区mv和第三阈值区hv于第三定量刻蚀步骤执行前的初始阈值电压vtp依次为第一阈值电压lvt、第二阈值电压mvt和第三阈值电压hvt；各初始阈值电压vtp不同，且彼此的差值大于预设的差额阈值dv；第一阈值电压lvt小于其余区域的初始阈值电压vtp。

3、进一步地，其第三定量刻蚀步骤对目标器件的第一栅氧化层tgo1实施湿法的定量刻蚀，并通过调整定量刻蚀的刻蚀时间或刻蚀深度，改变第一阈值电压lvt。

4、其中，目标器件可以采用pmos结构或n型阱well结构，并可同时或于同一衬底上构造其第一阈值区lv、第二阈值区mv和/或第三阈值区hv；该第一阈值区lv与第二阈值区mv和/或第三阈值区hv相邻。

5、具体地，其第三定量刻蚀步骤执行后，其第一阈值电压lvt的变化量大于预设的调整阈值；同时，其第二阈值电压mvt和/或第三阈值电压的变化量小于预设的缓冲阈值。

6、进一步地，其第一在先处理步骤还可包括第一栅氧沉积步骤、第二湿法刻蚀步骤和/或第三栅氧沉积步骤。

7、其中，第二湿法刻蚀步骤用以去除第二阈值区mv由第一栅氧沉积步骤获得的第一沉积层和/或第一基底栅氧层。

8、此外，可依次执行第一栅氧沉积步骤、第二湿法刻蚀和第三栅氧沉积步骤，并在第三栅氧沉积步骤执行完成后，再执行第三定量刻蚀步骤以获得理想的加工效率。

9、进一步地，该阈值电压调整方法还可设置有第五在后处理步骤；该第五在后处理步骤还可设置有紧接第三定量刻蚀步骤执行的第五栅氧沉积步骤；该第五栅氧沉积步骤用以调整栅氧层厚度到预设的数值。

10、具体地，其第一阈值区lv、第二阈值区mv和第三阈值区hv包含公用的n型阱结构或pmos结构。

11、进一步地，该阈值电压调整方法可于第三定量刻蚀步骤完成后，同时对第一阈值区lv、第二阈值区mv和第三阈值区执行第二栅氧化层tgo2的沉积处理过程；该第二栅氧化层tgo2的第一厚度t1小于第一栅氧化层tgo1的第二厚度t2预设的厚度差阈值tv12。

12、具体地，对于薄栅氧结构，其第二栅氧化层tgo2的第一厚度t1小于1微米。

13、相应地，本发明实施例还公开了一种湿法刻蚀方法，该方法针对目标器件上的第一阈值区lv，以及同时存在的第二阈值区mv和/或第三阈值区hv同时进行刻蚀；其中，第一阈值区lv、第二阈值区mv和第三阈值区hv的初始阈值电压vtp依次为第一阈值电压lvt、第二阈值电压mvt和第三阈值电压hvt；其初始阈值电压vtp不同且彼此的差值大于预设的差额阈值dv；其第一阈值区lv的初始阈值电压vtp小于其余区域的初始阈值电压vtp。

14、进一步地，其目标器件的初始阈值电压可采用如上任一第三定量刻蚀步骤来处理；该第三定量刻蚀步骤对目标器件的第一栅氧化层tgo1实施湿法的定量刻蚀，并通过调整定量刻蚀的刻蚀时间或刻蚀深度，改变第一阈值电压lvt。

15、具体地，其目标器件可采用pmos结构或n型阱well结构，并可同时或于同一衬底上构造其第一阈值区lv、第二阈值区mv和/或第三阈值区hv。

16、其中，同样地，为了体现本方法的优势，其第一阈值区lv与第二阈值区mv和/或第三阈值区hv是相邻的或共存的；而在其第三定量刻蚀步骤执行后，其第一阈值电压lvt的变化量大于预设的调整阈值；同时，其第二阈值电压mvt和/或第三阈值电压的变化量小于预设的缓冲阈值。

17、类似地，本发明实施例还公开了一种金属氧化物器件，并具体包括采用如上任一阈值电压调整方法获得的目标器件；其中，第一阈值区lv、第二阈值区mv和第三阈值区hv当前的初始阈值电压vtp依次为第一阈值电压lvt、第二阈值电压mvt和第三阈值电压hvt；其初始阈值电压vtp不同且彼此的差值大于预设的差额阈值dv。

18、具体地，其目标器件可采用pmos结构或n型阱well结构，并可同时或于同一衬底上构造其第一阈值区lv、第二阈值区mv和/或第三阈值区hv；其中，第一阈值区lv与第二阈值区mv和/或第三阈值区hv是相邻的。

19、 综上，本发明于共存有中压第二阈值区mv 和/或高压第三阈值区hv的目标器件上，以湿法刻蚀we（wet etch）对低压区lva（low voltage area）第一阈值区lv进行电压阈值vt调控，使第一阈值电压lvt变化量大于预设调整阈值，并确保第二阈值电压mvt 和/或第三阈值电压变化量小于预设缓冲阈值。

20、 具体地，其针对目标器件第一栅氧化层tgo1 的湿法定量刻蚀，可调整指定区域刻蚀时间或刻蚀深度，并将其对相邻区域的干扰控制在预设范围内，在不增加光罩m（mask）的前提下，实现对局部阈值电压的调整。

21、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。