[发明专利]FinFET的阈值电压调节方法在审
申请号: | 202111097919.3 | 申请日: | 2021-09-18 |
公开(公告)号: | CN113948395A | 公开(公告)日: | 2022-01-18 |
发明(设计)人: | 李勇 | 申请(专利权)人: | 上海华力集成电路制造有限公司 |
主分类号: | H01L21/336 | 分类号: | H01L21/336;H01L29/78;H01L21/265 |
代理公司: | 上海浦一知识产权代理有限公司 31211 | 代理人: | 郭四华 |
地址: | 201203 上海市浦*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | finfet 阈值 电压 调节 方法 | ||
1.一种FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、提供完成了第零层层间膜的化学机械研磨工艺的半导体衬底,FinFET包括核心FinFET和输入输出FinFET,所述半导体衬底上包括核心区和输入输出区,所述核心区为所述核心FinFET的形成区域,所述输入输出区为所述输入输出FinFET的形成区域;
所述半导体衬底上形成有鳍体、浅沟槽隔离介质层、第一栅介质层和多晶硅伪栅,所述浅沟槽隔离介质层位于所述鳍体之间且所述鳍体的顶部部分位于所述浅沟槽隔离介质层的顶部表面之上,在所述鳍体的顶部部分中形成有阱区,所述第一栅介质层覆盖在所述鳍体的顶部部分的侧面和顶部表面,所述多晶硅伪栅覆盖形成于所述第一栅介质层之上,所述多晶硅伪栅所覆盖的所述阱区作为所述FinFET的沟道区,所述第零层层间膜将所述多晶硅伪栅之间的区域完全填充且所述第零层层间膜的顶部表面和所述多晶硅伪栅的顶部表面相平;
在所述输入输出区中,所述第一栅介质层直接作为所述输入输出FinFET的栅介质层,步骤一中所述第一栅介质层直接按照所述输入输出FinFET的栅介质层的厚度要求进行生长;
步骤二、进行第一次多晶硅刻蚀将所述核心区的所述多晶硅伪栅去除以及将所述输入输出区的所述多晶硅伪栅保留;
步骤三、进行阈值电压调节注入,所述阈值电压调节注入的区域采用光刻工艺形成的第一光刻胶图形进行定义;
在所述核心区,所述阈值电压调节注入穿过所述鳍体的顶部部分顶部的所述第一栅介质层后进入到所述鳍体的顶部部分中并实现对所述核心FinFET的所述沟道区的掺杂进行调整并从而调整所述核心FinFET的阈值电压;
去除所述第一光刻胶图形,在所述输入输出区中,利用所述第一栅介质层埋在所述多晶硅伪栅底部的特性使所述第一栅介质层在去除所述光刻胶图形的过程中被保护;
步骤四、对所述阈值电压调节注入的杂质进行退火激活;
步骤五、进行金属栅置换工艺。
2.如权利要求1所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:所述半导体衬底包括硅衬底。
3.如权利要求1所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:步骤五包括如下分步骤:
步骤51、进行第二次多晶硅刻蚀将所述输入输出区的所述多晶硅伪栅去除;
步骤52、去除所述核心区的所述第一栅介质层,所述输入输出区的所述第一栅介质层保留;
步骤53、形成所述核心FinFET的栅介质层,形成所述核心FinFET和所述输入输出FinFET的金属栅。
4.如权利要求3所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:步骤53中所述核心FinFET的栅介质层包括高介电常数层。
5.如权利要求1所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:所述第一栅介质层的材料为氧化层。
6.如权利要求5所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:所述第一栅介质层采用原位水汽生长工艺形成。
7.如权利要求4所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:省略步骤四并直接利用步骤53中形成所述核心FinFET的栅介质层的所述高介电常数层的热过程实现对所述阈值电压调节注入的杂质进行激活。
8.如权利要求4所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:所述高介电常数层的材料包括二氧化铪。
9.如权利要求1所述的FinFET的阈值电压调节方法,其特征在于:步骤一中,所述鳍体通过对所述半导体衬底进行图形化刻蚀形成。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造