[发明专利]一种半导体器件的形成方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种半导体制造技术领域，更确切的说，本发明涉及可包括金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）器件的半导体的形成方法。

背景技术

随着包括MOSFET器件在内的半导体器件尺寸的减小，尤其随着MOSFET栅电极尺寸的减小，短沟道效应等新效应在MOSFET器件中更为突出，短沟道效应源于MOSFET中沟道区上的栅电极的不充分电控电平，有害的短沟道效应会导致MOSFET中大的MOSFET关态电流、高的备用功耗和有害的电参数变化。现有技术中也有一些尝试来解决上述问题，例如将MOSFET器件制成具有不掺杂且很薄的体区域，其包括不掺杂且很薄的沟道区域；但是这样的结构会对其他的电参数造成损害。所以需要一种半导体器件的形成方法来解决以上问题。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供一种半导体的形成方法，包括以下步骤：a)提供半导体衬底；b)在所述衬底上依次形成栅极介电层、多晶硅层和硬掩膜层；c)图案化所述硬掩膜层，并暴露栅极区域的所述多晶硅层；d)对所述栅极区域的多晶硅层执行i)第一功函数调整离子注入的步骤及在所述栅极区域的多晶硅层上和所述硬掩膜层的侧墙上形成第一间隙壁的步骤，或ii)在所述栅极区域的多晶硅层上和所述硬掩膜层的侧墙上形成第一间隙壁，执行第二功函数调整离子注入的步骤，或iii)第一功函数调整离子注入的步骤、在所述栅极区域的多晶硅层上和所述硬掩膜层的侧墙上形成第一间隙壁的步骤及执行第二功函数调整离子注入的步骤；e)在所述栅极区域的多晶硅层上和所述第一间隙壁上形成第二间隙壁；f)依次去除所述硬掩膜层、栅极区域以外的所述多晶硅层和栅极介电层、所述第一间隙壁和所述第二间隙壁，形成具有横向可变的功函数的栅极；g)执行形成源极和漏极的步骤。

进一步，其中步骤f)以所述第一间隙壁和所述第二间隙壁为掩膜执行所述栅极区域以外的多晶硅层和栅极介电层的去除。

进一步，其中步骤d)的ii）和iii)中以所述第一间隙壁为掩膜执行所述第二功函数调整离子注入的步骤。

进一步，其中所述第二间隙壁的宽度等于、小于或大于所述第一间隙壁的宽度。

进一步，其中还包括步骤e）后以所述第一间隙壁和所述第二间隙壁为掩膜执行第三功函数调整离子注入的步骤和形成第三间隙壁的步骤；步骤f）所述栅极区域以外的多晶硅层和栅极介电层的去除是以所述第一间隙壁、所述第二间隙壁和所述第三间隙壁为掩膜执行的；步骤f）还包括在所述栅极区域以外的多晶硅层和栅极介电层的去除步骤之后执行所述第三间隙壁去除的步骤。

进一步，其中所述第三间隙壁的宽度等于、小于或大于所述第一间隙壁的宽度。

进一步，其中所述栅极具有对称或不对称的功函数

进一步，其中所述功函数调整离子的注入剂量为10E10-10E20离子/cm2。

进一步，其中使用第III族或第V族元素离子作为所述功函数调整离子。

进一步，其中步骤b)中所述形成的硬掩膜层具有大于100埃的厚度。

进一步，还包括在步骤g)之前形成LDD的步骤。

进一步，其中所述半导体器件是MOSFET。

进一步，还包括在所述第三间隙壁上多次重复形成间隙壁以及进行功函数调整离子注入的步骤。

由于采用了本发明的半导体器件的形成方法，可以形成具有横向可变的（其可以是对称或不对称的）功函数的栅极且可以控制使栅极的边缘区域的功函数高于或低于栅极的中间位置的功函数，以及在横向上具有多个调整层次功函数的栅极。即可以容易地通过本发明的掩膜来在所选择的区域上形成具有横向可变的功函数的栅极的半导体器件。由于解决了现有技术中沟道区上的栅电极的不充分电控电平的问题，本发明的方法可以有效提高半导体器件的性能。

附图说明

图1-7是本发明各个工艺步骤的器件剖面图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出半导体器件的形成方法。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。