[发明专利]半导体装置以及其制作方法

说明书

本发明公开一种半导体装置以及其制作方法，该半导体装置的制作方法包括下列步骤，在半导体基底的核心区与输入/输出区上分别形成第一堆叠结构与第二堆叠结构。第一堆叠结构包括第一图案化氧化物层、第一图案化氮化物层与第一虚置栅极。第二堆叠结构包括第二图案化氧化物层、第二图案化氮化物层与第二虚置栅极。移除第一虚置栅极与第二虚置栅极，用以于核心区上形成第一凹陷并于输入/输出区上形成第二凹陷。在第一凹陷中形成第一栅极结构，并于第二凹陷中形成第二栅极结构。在第一凹陷中形成第一栅极结构之前，将第一图案化氮化物层移除。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置以及其制作方法，尤其是涉及一种具有核心区与输入/输出区的半导体装置以及其制作方法。

背景技术

随着半导体集成电路工业的技术发展，各半导体元件的尺寸不断缩小以增加集成电路的集成度。在微缩化的过程中，对于半导体元件中的材料层厚度控制变得越来越重要。在元件尺寸持续微缩的设计下，为了改善金属氧化物半导体场校晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor，MOSFET)的效能，传统的多晶硅栅极与栅极氧化物的搭配已被金属栅极与高介电常数(high dielectric constant，high-k)栅极介电层所取代。在high-k栅极堆叠结构中，位于high-k介电层下方的介面层(interfacial layer，IL)对于晶体管的效能有很重要的影响。

在集成电路中，不同的线路模块或/及晶体管与同一个芯片上的其他装置可具有不同的操作电压范围。举例来说，切换式电源供应集成电路可包括功率晶体管以及控制线路来切换功率晶体管的开启与关闭状态，由此将输入电压转换成所需的输出电压，而功率晶体管的操作电压可远高于控制线路中的晶体管的操作电压。因此，为了于同一晶片上制作高电压装置以及低电压装置，必须形成不同厚度的栅极介电层来满足高电压装置以及低电压装置的操作需求。然而，为了形成不同厚度的栅极介电层，有可能会使得制作工艺复杂化或/及引发许多制作工艺上的负面影响而不利于整体的制作工艺良率。

发明内容

本发明提供了一种半导体装置以及其制作方法，利用于核心区与输入/输出区上形成具有图案化氧化物层与图案化氮化物层的堆叠结构，并于虚置栅极移除之后以及栅极结构形成之前将核心区上的图案化氮化物层移除，使得核心区上具有厚度较薄的介电层。通过本发明的制作方法，可不须移除核心区上的氧化物介电层，避免进行氧化物介电层的蚀刻制作工艺时对其他具有氧化物的部分造成影响，由此达到提升生产良率以及改善半导体装置电性表现的效果。

本发明的一实施例提供一种半导体装置的制作方法，包括下列步骤。首先，提供一半导体基底，半导体基底上定义有一核心区与一输入/输出区。在核心区上形成一第一堆叠结构，并于输入/输出区上形成一第二堆叠结构。第一堆叠结构包括一第一图案化氧化物层、一第一图案化氮化物层以及一第一虚置栅极。第一图案化氮化物层形成于第一图案化氧化物层上，而第一虚置栅极形成于第一图案化氮化物层上。第二堆叠结构包括一第二图案化氧化物层、一第二图案化氮化物层以及一第二虚置栅极。第二图案化氮化物层形成于第二图案化氧化物层上，而第二虚置栅极形成于第二图案化氮化物层上。移除第一虚置栅极与第二虚置栅极，用以于核心区上形成一第一凹陷，并于输入/输出区上形成一第二凹陷。在第一凹陷中形成一第一栅极结构，并于第二凹陷中形成一第二栅极结构。在第一凹陷中形成第一栅极结构之前，将第一图案化氮化物层移除。

本发明的一实施例提供一种半导体装置，包括一半导体基底、一第一栅极结构、一第二栅极结构、一氧化物介电层以及一氮化物介电层。半导体基底上定义有一核心区与一输入/输出区。第一栅极结构设置于核心区上，而第二栅极结构设置于输入/输出区上。氧化物介电层部分设置于第一栅极结构与半导体基底之间且部分设置于第二栅极结构与半导体基底之间。氮化物介电层设置于第二栅极结构与氧化物介电层之间。

附图说明

图1至图8为本发明一实施例的半导体装置的制作方法示意图，其中

图2为图1之后的状况示意图；