[发明专利]CMOS器件的制造方法

说明书

本发明提供一种CMOS器件的制造方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上形成牺牲氧化层；对所述牺牲氧化层和所述衬底执行氟离子注入工艺，所述氟离子注入和扩散至部分厚度的所述衬底中；去除牺牲氧化层；以及采用热氧化工艺在衬底上形成栅氧化层，其中，所述衬底表面的氟离子参与所述热氧化工艺以在所述栅氧化层中形成硅氟键。本申请通过对牺牲氧化层和衬底注入氟离子，氟离子注入和扩散到衬底中，从而在衬底上形成栅氧化层时，氟离子可以参与热氧化工艺，从而在衬底与栅氧化层的交界处以及栅氧化层中形成大量的稳定的硅氟键，硅氟键的键能较大，可以减小衬底与栅氧化层界面的晶格失配，减少栅氧化层的界面态密度，从而提高栅氧化层的晶体质量。

技术领域

本申请涉及CMOS器件的制造技术领域，具体涉及一种CMOS器件的制造方法。

背景技术

随着CMOS器件尺寸的缩小，器件的可靠性也越来越受到挑战，为了提高CMOS器件的可靠性，其中的PMOS管或NMOS管的栅氧化层的质量也越来越受到重视和研究，如何减少栅氧化层的界面态密度(DIT)以及改善器件的负偏压温度不稳定性(NBTI)也就成为其中的重要的研究课题。

在实际的生产中，技术人员已经尝试采用了控制栅氧化层的生长温度、增加热退火工艺、用N₂O气体参与反应生长栅氧化层等方法来减少栅氧化层的DIT，但研究结果表明，上述方法不足以完全解决DIT和NBTI的问题。

发明内容

本申请提供了一种CMOS器件的制造方法，可以解决PMOS管或NMOS管的栅氧化层的界面态密度较大以及CMOS器件存在负偏压温度不稳定性的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种CMOS器件的制造方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成牺牲氧化层；

对所述牺牲氧化层和所述衬底执行氟离子注入工艺，其中，所述氟离子注入和扩散至部分厚度的所述衬底中；

去除所述牺牲氧化层；以及，

采用热氧化工艺在所述衬底上形成栅氧化层，其中，所述衬底表面的氟离子参与所述热氧化工艺以在所述栅氧化层中形成硅氟键。

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，采用热氧化工艺形成所述栅氧化层的过程中，参与所述热氧化工艺的气体为O₂，气体流量为10SLM～20SLM，工艺温度为700℃～950℃。

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，采用热氧化工艺形成所述栅氧化层的过程中，参与所述热氧化工艺的气体为H₂和O₂，H₂的流量为1SLM～10SLM，O₂的流量为1SLM～20SLM，工艺温度为700℃～950℃。

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，所述栅氧化层的厚度为

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，在对所述牺牲氧化层执行氟离子注入工艺的过程中，能量为6KeV～20KeV，注入离子的剂量为1E10atoms/cm²～1E15 atoms/cm²。

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，采用热氧化工艺形成所述牺牲氧化层，参与所述热氧化工艺的气体为O₂，或H₂和O₂，工艺温度为700℃～950℃。

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，所述牺牲氧化层的厚度为

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，采用湿法清洗工艺去除所述牺牲氧化层，清洗时间为5min～15min。

可选的，在所述CMOS器件的制造方法中，采用湿法清洗工艺去除所述牺牲氧化层的步骤包括：