[发明专利]低功耗MOS器件栅极刻蚀方法及低功耗MOS器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种低功耗MOS器件栅极刻蚀方法以及采用了该低功耗MOS器件栅极刻蚀方法的低功耗MOS器件制造方法。

背景技术

在0.13um的低功耗MOS器件栅极刻蚀工艺中，会出现侧墙弯曲问题（bowing issue）以及NMOS-PMOS负载效应（NMOS-PMOS loading effect）。

具体地说，图1示意性地示出了根据现有技术中存在的侧墙弯曲问题。其中，示出了具有掺杂多晶硅栅极的NMOS，由于掺杂多晶硅的刻蚀速率（垂直方向及水平方向）相对于未掺杂多晶硅的刻蚀速率会更快，所以造成栅极侧壁形成弯曲侧墙100。

另一方面，在同时刻蚀，由于掺杂多晶硅的刻蚀速率（垂直方向及水平方向）相对于未掺杂多晶硅的刻蚀速率会更快，所以具有掺杂多晶硅栅极的NMOS和具有未掺杂多晶硅栅极的PMOS，NMOS的关键尺寸会小于PMOS的关键尺寸，从而出现关键尺寸偏差（即，NMOS-PMOS负载效应），而且该关键尺寸偏差一般大于20nm；由此造成制成的芯片的性能不稳定问题等。

由此，希望能够提供一种可以克服低功耗MOS器件栅极刻蚀过程中的侧墙弯曲问题及NMOS-PMOS负载效应的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够克服低功耗MOS器件栅极刻蚀过程中的卷边问题及NMOS-PMOS负载效应的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法、以及采用了该低功耗MOS器件栅极刻蚀方法的低功耗MOS器件制造方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明的第一方面，提供了一种低功耗MOS器件栅极刻蚀方法，其包括：

第一步骤：形成低功耗MOS器件的栅极多晶硅层，其中低功耗MOS器件包括低功耗NMOS器件和低功耗PMOS器件，而且其中所述NMOS器件的栅极多晶硅层为掺杂的栅极多晶硅，所述PMOS器件的栅极多晶硅层为未掺杂的栅极多晶硅；

第二步骤：利用氟化物和CL₂的混合气体对所述低功耗MOS器件的栅极多晶硅层进行刻蚀以形成所述低功耗MOS器件的栅极多晶硅图案。

优选地，所述低功耗NMOS器件的栅极多晶硅层为磷P掺杂。

优选地，所述氟化物为CF₄、NF₃、C₂F₆中的一种或多种。

优选地，所述混合气体中氟化物的氟离子的数量与CL₂的分子数量之比介于0.8至1.5之间。

优选地，所述混合气体中氟化物的氟离子的数量与CL₂的分子数量之比等于1。

根据本发明的第二方面，提供了一种采用了根据本发明的第一方面的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法的低功耗MOS器件制造方法。

在根据本发明的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法中，对于相同的刻蚀速度要求，在添加了氟化物的情况下，可以减少CL₂的量，而氟化物的氟离子对掺杂与非掺杂的多晶硅刻蚀速率较均一，由此减少了等向性刻蚀。由此，可以在保持较快的刻蚀速率的同时，抑制会影响N型掺杂的多晶硅侧壁的等向性蚀刻。从而，可以有效地克服低功耗MOS器件栅极刻蚀过程中的侧墙弯曲问题及NMOS-PMOS负载效应。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术中存在的侧墙弯曲问题。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法的流程图。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法刻蚀而成的结构。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法的流程图。例如，用于0.11um低功耗MOS器件的栅极刻蚀方法。

具体地说，如图2所示，根据本发明优选实施例的低功耗MOS器件栅极刻蚀方法包括：