[发明专利]半导体器件的制备方法

说明书

本发明提供一种半导体器件的制备方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域，所述NMOS区域内定义有有源区，且所述半导体衬底上形成有栅极材料层，通过在NMOS区域中的有源区之外的区域对所述栅极材料层进行N型离子注入，然后对所述半导体衬底进行退火处理，使注入栅极材料层的N型离子从所述NMOS区域中的有源区之外的区域向所述NMOS区域中的有源区扩散，以实现N型预掺杂。本发明通过高温退火使NMOS区域中的有源区之外的N型离子扩散至有源区，避免N型离子直接注入对栅极结构的损伤，进而避免出现栅极多晶硅晶粒增多的现象，有效抑制栅漏电，提高了半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件的制备方法。

背景技术

随着电子设备的广泛应用，半导体的制造工艺得到了飞速的发展，半导体器件的特征尺寸也越来越小，半导体器件中的栅极特性也变得越来越重要。为了减小半导体器件中的栅极电阻，降低阈值电压，高浓度掺杂工艺被使用在源漏极的掺杂及栅极的预掺杂过程中。由于随着半导体器件的特征尺寸(CD) 减小，半导体器件的栅极高度也在减小，在栅极的预掺杂过程中采用的高浓度掺杂工艺，预掺杂离子破坏栅极结构，导致栅极多晶硅晶粒增多（Poly grain），且由于沟道效应导致栅漏电，严重影响最终得到半导体器件性能，特别是对N型互补金属氧化物半导体(NMOS)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件的制备方法，在实现栅极N型预掺杂的同时避免出现多晶硅晶粒增多的现象，减少栅漏电，提高半导体器件的性能。

本发明提供一种半导体器件的制备方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域，所述NMOS区域内定义有有源区，且在所述NMOS区域上形成有栅极材料层；

在所述栅极材料层上形成光刻胶层，所述光刻胶层至少覆盖所述NMOS区域中的有源区；

以所述光刻胶层为掩模，对所述栅极材料层进行N型离子注入；以及

对所述半导体衬底进行退火处理，使注入所述栅极材料层的N型离子从所述NMOS区域中的有源区之外的区域向所述NMOS区域中的有源区扩散，以实现N型预掺杂。

可选的，所述N型离子为磷离子。

可选的，所述N型离子注入的浓度为2.0E15/cm²～5.0E15/cm²，所述N型离子注入的能量为5 kev～15 kev。

可选的，所述N型离子注入的区域围绕所述NMOS区域中的有源区。

可选的，所述N型离子注入的方式为垂直注入。

可选的，对所述半导体衬底进行退火处理的退火温度为900℃-1000℃。

可选的，实现N型预掺杂后还包括：刻蚀所述栅极材料层以形成栅极。

可选的，形成所述栅极之后还包括：在所述栅极上形成侧墙；

对所述半导体衬底离子注入，在所述栅极两侧形成源极和漏极。

可选的，所述半导体衬底还包括PMOS区域，所述NMOS区域和所述PMOS区域之间通过浅沟槽隔离结构隔离。

可选的，所述半导体衬底和所述栅极材料层之间还形成有栅氧化层。