[发明专利]CMOS晶体管及制作方法、NMOS晶体管及制作方法有效

申请号：	201110318999.0	申请日：	2011-10-19
公开（公告）号：	CN103066019A	公开（公告）日：	2013-04-24
发明（设计）人：	平延磊;鲍宇	申请（专利权）人：	中芯国际集成电路制造（上海）有限公司
主分类号：	H01L21/8238	分类号：	H01L21/8238;H01L27/092;H01L21/336;H01L29/78
代理公司：	北京集佳知识产权代理有限公司 11227	代理人：	骆苏华
地址：	201203 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	cmos 晶体管制作方法 nmos
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【权利要求书】：

1.一种CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括：NMOS晶体管区域和PMOS晶体管区域；

在所述半导体衬底上形成栅介质层；

在所述栅介质层上形成功函数金属层，所述功函数金属层的功函数位于PMOS晶体管功函数范围；

在所述NMOS晶体管区域对应的功函数金属层中进行N型离子注入；

在所述功函数金属层上形成多晶硅层；

分别刻蚀所述NMOS晶体管区域和所述PMOS晶体管区域上的所述多晶硅层、功函数金属层和栅介质层，形成NMOS晶体管区域对应的栅极结构和PMOS晶体管区域对应的栅极结构。

2.如权利要求1所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为高K介质材料。

3.如权利要求2所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述栅介质层采用ALD或CVD方法形成。

4.如权利要求2或3所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述栅介质层的厚度范围包括：

5.如权利要求1所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述CMOS晶体管的制作方法还包括：在形成所述功函数金属层之后，进行快速热氧化处理或/和快速热氮化处理。

6.如权利要求1所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述功函数金属层的功函数大于或等于4.8eV且小于或等于5.1eV。

7.如权利要求6所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述功函数金属层的材料包括：氮化钽或氮化钛。

8.如权利要求7所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述功函数金属层的厚度范围包括：

9.如权利要求7所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述功函数金属层采用ALD或PVD方法形成。

10.如权利要求9所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，形成所述功函数金属层的温度范围包括：300℃～500℃。

11.如权利要求1所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述N型离子注入包括注入砷离子、锑离子或碲离子。

12.如权利要求11所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述N型离子注入的能量范围包括：0.6KeV～25KeV。

13.如权利要求11所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述N型离子注入的剂量范围包括：1E15/平方厘米～1E16/平方厘米。

14.如权利要求1所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述CMOS晶体管的制作方法还包括：在形成所述栅极结构之后，分别在每个栅极结构的周围形成位于半导体衬底上的侧墙；以所述侧墙为掩模，进行重掺杂离子注入，在所述NMOS晶体管区域中形成第一源/漏区，且在所述PMOS晶体管区域中形成第二源/漏区。

15.如权利要求14所述的CMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述CMOS晶体管的制作方法还包括：在形成所述第一源/漏区和第二源/漏区之后，进行尖峰退火。

16.一种采用权利要求1至15中任一项所述的CMOS晶体管的制作方法制作的CMOS晶体管。

17.一种NMOS晶体管的制作方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成栅介质层；

在所述栅介质层上形成功函数金属层，所述功函数金属层的功函数位于PMOS晶体管功函数范围；

在所述功函数金属层中进行N型离子注入；

在所述功函数金属层上形成多晶硅层；

刻蚀所述多晶硅层、功函数金属层和栅介质层，形成栅极结构。

18.如权利要求17所述的NMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述功函数金属层的功函数大于或等于4.8eV且小于或等于5.1eV。

19.如权利要求18所述的NMOS晶体管的制作方法，其特征在于，所述功函数金属层的材料包括：氮化钽或氮化钛。

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