[发明专利]一种半导体器件的制造方法

说明书

本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域，所述NMOS区域的所述半导体衬底上形成有由自下而上层叠的栅极介电层和伪栅电极层构成的伪栅极结构，所述伪栅极结构形成于介质层中；形成覆盖所述伪栅极结构及所述介质层的金属硬掩膜层；去除位于所述NMOS区域的所述金属硬掩膜层；形成覆盖所述金属硬掩膜层的覆盖层；对所述NMOS区域的伪栅极结构执行离子注入，以抑制所述半导体器件的热载流子注入效应；去除所述覆盖层。本发明提供的半导体器件的制造方法，在金属硬掩膜层上形成覆盖层，以避免金属硬掩膜层对离子注入的腔室产生污染，从而能够对栅极结构进行离子注入，抑制NMOS器件的热载流子注入效应。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件的制造方法。

背景技术

随着半导体器件集成度的不断提高，其特征尺寸逐渐减小，源/漏极以及源/漏极延伸区(Source/Drain Extension)相应地变浅，当前工艺水平要求半导体器件的源/漏极结的深度小于1000埃，而且最终可能要求结的深度在200埃或者更小的数量级。

结深的减小要求更低的热处理温度，而更低的热处理温度(小于500摄氏度，甚至更低)使得结的横向尺寸随之减小，所述结的横向尺寸的减小将导致器件在工作时形成的位于结和沟道区之间的电场在结和沟道区的交界边缘形成尖峰，即在结和沟道区的交界边缘处形成有高电场，电子在移动的过程中将受此高电场加速为高能粒子，所述高能粒子碰撞产生电子-空穴对(称为热载流子)，热载流子从电场获得能量，可进入栅极介电层或栅电极中，继而影响器件的阈值电压控制以及跨导的漂移，即产生HCI(Hot CarrierInjection，热载流子注入)效应，从而造成阈值电压的上升、饱和电流的下降以及载流子迁移率的下降等。

NMOS器件的传导载流子是电子，PMOS晶体管的传导载流子是空穴，电子的迁移率比空穴大很多，因此在同样的电场下，电子可以获得更大的能量，在高电场下，电子被加速为“热电子”，而热空穴很难出现。由此，如何抑制NMOS器件的HCI效应，即抑制热载流子进入栅极介电层或穿透所述栅极介电层而进入栅极，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

当前，业界为改善NMOS器件的HCI，通常采用LDD(Lightly Doped Drain，轻掺杂漏注入)离子注入的优化方法，利用减小LDD离子注入的剂量和增大LDD注入能量，获得较深的LDD结，减小横向电场强度，从而改善HCI。但上述方法的效果有限，而且还可能导致短沟道效应(SCE，Short Channel Effect)等问题。

因此，为了解决上述问题，有必要提出一种新的半导体器件的制造方法。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域，所述NMOS区域的所述半导体衬底上形成有由自下而上层叠的栅极介电层和伪栅电极层构成的伪栅极结构，所述伪栅极结构形成于介质层中；

形成覆盖所述伪栅极结构及所述介质层的金属硬掩膜层；

去除位于所述NMOS区域的所述金属硬掩膜层；

形成覆盖所述金属硬掩膜层的覆盖层；

对所述NMOS区域的伪栅极结构执行离子注入，以抑制所述半导体器件的热载流子注入效应；

去除所述覆盖层。

示例性地，所注入的离子为氟离子。