[发明专利]P型MOSFET器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种P型MOSFET器件及其制备方法。方法包括步骤：提供半导体基底，内定义有若干有源区以及浅沟槽隔离结构，有源区表面形成有垫氧化层；对有源区进行N型深阱离子注入；去除垫氧化层；形成牺牲氧化层；对有源区依次进行隔离元素注入、氪元素注入和阈值电压调节元素注入以依次形成隔离元素注入层、氪元素注入层和阈值电压调节元素注入层；进行高温退火，以修复损伤并激活杂质；去除牺牲氧化层；形成栅极介质、栅极和源漏电极。本发明通过先去除已经受损的垫氧化层再重新生成牺牲氧化层，然后在N型阱区注入阈值电压调节元素之前增加一步非晶化氪离子注入，可以显著提高阈值电压调节元素离子注入的均匀性，从而可以减少阈值电压局部波动，提高产品良率。

技术领域

本发明涉及功率器件技术领域，特别是涉及一种P型MOSFET(金属氧化物半导体场效晶体管)器件及其制备方法。

背景技术

离子注入技术是近30年来在国际上蓬勃发展和广泛应用的一种材料表面改性技术。其基本原理是利用一定能量的离子束入射到材料中去，离子束与材料中的原子或分子发生一系列的相互作用，入射离子逐渐损失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，从而优化材料表面性能，或获得某些新的优异性能。由于其独特而突出的优点，离子注入工艺已经成为大部分半导体器件在制备过程中会使用到的工艺。

但由于离子注入采用高能注入，使得当前28nm及以上制程的功率器件工艺的深阱注入层(Deep Nwell layer，DNW)经过高能离子注入后，垫层氧化层的致密性遭到破坏，会影响后续的N/P阱区离子注入的均匀性，导致制备出的器件存在阈值电压波动，导致器件性能下降。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种P型MOSFET器件及其制备方法，用于解决现有技术中28nm及以上制程的功率器件工艺的深阱注入层经过高能离子注入后，垫层氧化层的致密性遭到破坏，会影响后续的N/P阱区离子注入的均匀性，导致制备出的器件存在阈值电压波动，器件性能下降等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种P型MOSFET器件的制备方法，包括步骤：

提供半导体基底，所述半导体基底内定义有若干有源区以及将各有源区相互间隔的若干浅沟槽隔离结构，所述有源区表面形成有垫氧化层；

在所述垫氧化层的保护下对所述有源区进行N型深阱离子注入；

去除所述垫氧化层；

于所述有源区表面形成牺牲氧化层；

在所述牺牲氧化层的保护下对所述有源区依次进行隔离元素注入、氪元素注入和阈值电压调节元素注入以依次形成隔离元素注入层、氪元素注入层和阈值电压调节元素注入层，所述氪元素用于在半导体基底内形成非晶化层，以提高后续的阈值电压调节元素的注入均匀性；

进行高温退火，以修复损伤并激活杂质；

去除所述牺牲氧化层；

形成栅极介质、栅极和源漏电极。

可选地，所述隔离元素包括磷，所述阈值电压调节元素包括砷。

更可选地，磷元素的注入能量为50KeV～400KeV，注入剂量为1*10¹²/cm^-2～1*10¹⁵/cm^-2。

可选地，氪元素的注入能量为5KeV～50KeV，注入剂量为1*10¹³/cm^-2～1*10¹⁶/cm^-2。

可选地，形成所述牺牲氧化层的方法为湿法氧化工艺，湿法氧化工艺的温度为900℃～1200℃，形成的牺牲氧化层的厚度为20埃～80埃。