專利名稱：用于具有縮小的柵極電極間距的非對稱晶體管的梯度阱注入的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及集成電路的制造，尤其涉及非對稱場效應(yīng)晶體管組件及各自的傾斜注入技術(shù)以提升晶體管性能。
背景技術(shù)：
集成電路典型地包括大量的獨(dú)立電路組件，例如晶體管、電容、電阻等。這些獨(dú)立電路組件通過各自的導(dǎo)線依據(jù)理想的電路布局進(jìn)行電性連接，這些導(dǎo)線主要形成在個(gè)別的通常稱作金屬化層的“線路”層中。為提升集成電路的性能，通常會增加獨(dú)立電路組件的數(shù)量，以獲得更復(fù)雜的電路功能，其相應(yīng)要求降低該些獨(dú)立電路組件的特征尺寸。一般而言， 目前實(shí)施有多種工藝技術(shù)，其中，對于邏輯電路例如微處理器、儲存芯片等，CMOS技術(shù)因其在運(yùn)行速度和/或制造成本和/或功耗方面的優(yōu)越特性而成為當(dāng)前最有前景的技術(shù)。在利用CMOS技術(shù)制造復(fù)雜集成電路期間，數(shù)百萬的互補(bǔ)晶體管，亦即η溝道晶體管及ρ溝道晶體管，形成在適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶半導(dǎo)體材料之中及之上，其中，目前大多數(shù)的邏輯電路是基于硅制造。典型來說，MOS晶體管，不論是η溝道晶體管還是ρ溝道晶體管，都包括所謂的ρη結(jié)， 其形成與高摻雜的源極和漏極區(qū)與位于該源極和漏區(qū)之間的溝道區(qū)之間的接口處，其中， 相對該源極和漏極區(qū)，至少部分反型摻雜該溝道區(qū)。因尺寸縮小的器件的減少的電流驅(qū)動能力必須通過增加電導(dǎo)率而得以至少部分補(bǔ)償，因此該溝道區(qū)的電導(dǎo)率代表基本的器件標(biāo)準(zhǔn)，其由形成在該溝道區(qū)上方并通過薄絕緣層與該溝道區(qū)隔離的柵極電極控制。該溝道區(qū)的電導(dǎo)率取決于摻雜濃度、載流子遷移率以及-對于沿晶體管寬度方向該溝道區(qū)的給定尺寸-源極和漏極區(qū)之間的距離，其亦稱為溝道長度。除溝道電導(dǎo)率外，由于晶體管通常工作在開關(guān)模式下，其要求自晶體管開啟狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換至晶體管關(guān)閉狀態(tài)，或反之，因此，晶體管性能還主要受在柵極電極施加特定的控制電壓時(shí)在該溝道區(qū)中快速形成導(dǎo)電溝道的能力的影響。而且，設(shè)計(jì)高性能電路的晶體管時(shí)還需要考慮其它方面。例如，由于針對產(chǎn)生高動態(tài)和/或靜態(tài)漏電流的晶體管架構(gòu)要求實(shí)現(xiàn)的散熱量可能限制實(shí)際的最高工作頻率，因此靜態(tài)及動態(tài)漏電流可顯著影響集成電路的總體性能。在其它情況下，在具有短溝道長度的器件中，溝道區(qū)的可控性降低，因而要求復(fù)雜的摻雜分布在源極和漏極區(qū)中。參照圖Ia詳細(xì)描述場效應(yīng)晶體管組件的典型晶體管架構(gòu)，以較清楚地解釋當(dāng)前使用的晶體管設(shè)計(jì)中遇到的一些問題。在圖Ia中，晶體管組件100包括襯底101，其可代表塊體半導(dǎo)體襯底例如硅襯底，或其上形成有結(jié)晶半導(dǎo)體層的任意其它適當(dāng)襯底，其中，該結(jié)晶半導(dǎo)體層通?；诠栊纬梢杂米鬟壿嬰娐?。因此，將襯底101考慮成其上形成有基本結(jié)晶的半導(dǎo)體區(qū)102的襯底，在該半導(dǎo)體區(qū)102中形成漏極區(qū)104，其包括延伸區(qū)l(Me。類似地，源極區(qū)103形成在結(jié)晶區(qū)102中并包括延伸區(qū)10；3 由于在晶體管100的開啟狀態(tài)期間通常會在延伸區(qū)10 與l(Me之間的區(qū)域形成導(dǎo)電溝道，因此將該區(qū)域稱為溝道區(qū)105， 后面將作詳細(xì)描述。柵極電極結(jié)構(gòu)106位在溝道區(qū)105的上方，包括柵極電極107及側(cè)間隙壁108。而且，在柵極電極107與半導(dǎo)體區(qū)102之間設(shè)置柵極絕緣層109，以電性隔離柵極電極107與結(jié)晶半導(dǎo)體區(qū)102內(nèi)的任意導(dǎo)電區(qū)域。關(guān)于柵極電極結(jié)構(gòu)106的設(shè)計(jì)及材料組成，應(yīng)當(dāng)注意的是，原則上，可將柵極電極107考慮視為導(dǎo)線，將其“寬度”尺寸稱作柵極長度107a，而將該導(dǎo)線沿垂直于圖示平面的方向延伸的“長度”稱作柵極寬度(圖Ia未圖示)。柵極電極107可由任意適當(dāng)?shù)牟牧辖M成并且通常形成在重?fù)诫s多晶硅結(jié)合高導(dǎo)電金屬硅化物例如硅化鎳、硅化鈷等構(gòu)成的先進(jìn)硅基集成電路中。不過，依據(jù)工藝策略及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可使用其它材料例如金屬。柵極絕緣層109可由任意適當(dāng)?shù)慕^緣材料例如二氧化硅、氮化硅和/或高k材料組成，以提供所需的電性絕緣，同時(shí)保持與溝道區(qū)105的高電容耦合。 因此，對于成熟的二氧化硅基柵極絕緣層，柵極絕緣層109的厚度為幾納米級，例如2納米及更小，從而引起較高的靜態(tài)漏電流，其使先進(jìn)晶體管組件的總體電性損失總計(jì)約30%甚至更多。 在制造過程期間，對襯底101進(jìn)行處理以通過外延生長等形成具有高結(jié)晶質(zhì)量的半導(dǎo)體區(qū)102。隨后，可執(zhí)行光刻、蝕刻及沉積工藝，以通過提供適當(dāng)?shù)母綦x結(jié)構(gòu)(未圖示) 定義半導(dǎo)體區(qū)102的尺寸。接著，可執(zhí)行注入序列，以在結(jié)晶半導(dǎo)體區(qū)102內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)摻雜，從而在區(qū)102內(nèi)形成特定的垂直摻雜分布(未圖示)，其可最終導(dǎo)致溝道區(qū)105中形成特定的垂直摻雜分布。接著，可形成柵極絕緣層109及柵極電極107的材料層，例如針對柵極絕緣材料使用先進(jìn)的氧化和/或沉積技術(shù)，針對作為柵極電極材料的多晶硅層使用先進(jìn)的低壓化學(xué)氣相沉積(chemical vapour deposition ；CVD) 0隨后，可使用高度復(fù)雜的光刻及蝕刻技術(shù)以圖案化該柵極電極材料及該柵極絕緣材料，從而基于設(shè)計(jì)的柵極長度 107a形成柵極電極107及柵極絕緣層109。隨后，可執(zhí)行復(fù)雜注入周期，以形成源極和漏極區(qū)103、104及相應(yīng)的延伸區(qū)10;3e、104e，其中，柵極電極107部分結(jié)合側(cè)間隙壁108充當(dāng)注入掩模。例如，依據(jù)一方案，可執(zhí)行所謂的預(yù)先非晶化注入，在此期間，可向結(jié)晶半導(dǎo)體區(qū) 102內(nèi)注入重離子種例如氙離子等，以基本上徹底破壞結(jié)晶晶格至特定深度，從而提升隨后的注入及退火工藝的性能。在該預(yù)先非晶化注入期間，可使離子束相對垂直于襯底101的方向110傾斜，以非晶化區(qū)域102中與延伸區(qū)103e、l(Me對應(yīng)的區(qū)域。接著，可執(zhí)行所謂的暈圈(halo)或反向摻雜注入，其中，引入與溝道區(qū)105中已存在的導(dǎo)電類型相同的離子種，以提升以111標(biāo)示的特定暈圈(halo)區(qū)中該離子種的摻雜濃度。類似該預(yù)先非晶化注入，可以例如以α和-α等傾斜角度執(zhí)行該暈圈注入，以在該源極側(cè)和漏極側(cè)形成暈圈區(qū) 111。隨后，可執(zhí)行進(jìn)一步注入相對該暈圈注入具有相反導(dǎo)電類型的離子種，以形成源極延伸區(qū)10 及漏極延伸區(qū)l(Me，其中，在該注入之前，可在柵極電極107的側(cè)壁上形成另外的偏移間隔(未圖示)。接著，可形成側(cè)間隙壁108，其可在后續(xù)注入工藝中充當(dāng)注入掩模，以形成深入的重?fù)诫s源極和漏極區(qū)103、104。隨后，可對晶體管組件100進(jìn)行退火，以激活通過前述注入序列引入的摻雜，亦即，啟動擴(kuò)散以將該摻雜物置于晶格位置，同時(shí)基本重結(jié)晶區(qū)域102中被該預(yù)先非晶化及隨后的注入工藝破壞的部分。在該退火周期期間，依據(jù)摻雜種的各濃度梯度發(fā)生該摻雜物的熱致擴(kuò)散，從而大大地確定源極和漏極區(qū)103、104及相應(yīng)延伸區(qū)10;3e、104e的最終尺寸及特征，以及被定義為再暈圈注入?yún)^(qū)111與各源極和漏極區(qū) 103、104之間的接口區(qū)域的pn結(jié)103p及104p的特征。在該注入周期和/或隨后的退火周期期間，形成一定量的重迭，其稱之為重迭區(qū)103o、104o，其嚴(yán)重影響該晶體管行為。接著， 可繼續(xù)制造工藝，在源極和漏極區(qū)103、104及柵極電極107中形成金屬硅化物區(qū)域，接著， 形成層間介質(zhì)及與源極和漏極區(qū)103、104及柵極電極107的各自接觸。出于方便，圖Ia中未圖示這些組件。運(yùn)行期間，通常在漏極區(qū)104及源極區(qū)103施加供應(yīng)電壓，例如對于典型的 CPU(中央處理單元)為1伏至5伏，同時(shí)在柵極電極107施加相應(yīng)的控制電壓以定義溝道區(qū)105的導(dǎo)電狀態(tài)。在下面的討論中，晶體管100視為代表η溝道增強(qiáng)型晶體管，其中，溝道區(qū)105為ρ型摻雜，源極和漏極區(qū)103、104及相應(yīng)的延伸區(qū)103e、l(Me為η型重?fù)诫s。 對于P溝道增強(qiáng)型晶體管，所包含的載流子類型及摻雜物的導(dǎo)電類型與上述相反。此外，原則上，下面的解釋適用于耗盡型晶體管。因此，當(dāng)在柵極電極107施加的控制電壓低于由溝道區(qū)105中的垂直摻雜分布等因素確定的特定閾值電壓時(shí)，晶體管100處于關(guān)閉狀態(tài)，亦即 ρη結(jié)104ρ反向偏置，因而基本上抑制自源極區(qū)103經(jīng)溝道區(qū)105流向漏極區(qū)104的電流。 然而，在關(guān)閉狀態(tài)期間，重迭區(qū)104ο處的高電場可導(dǎo)致隧穿電流(tunnel current)流入柵極電極107，尤其是當(dāng)柵極絕緣層109較薄時(shí)，正如復(fù)雜晶體管器件中發(fā)生的情況。這些電流可被視為靜態(tài)漏電流。而且，重迭區(qū)104ο結(jié)合上方的柵極電極107以及柵極絕緣層109 形成電容，當(dāng)晶體管100工作于開關(guān)模式時(shí)，該電容被充放電。當(dāng)施加的控制電壓超過該閾值電壓時(shí)，在溝道區(qū)105中形成起始于源極側(cè)延伸區(qū) 103e終止于漏極側(cè)延伸區(qū)l(Me的導(dǎo)電溝道。為加強(qiáng)在本例中由電子形成的該導(dǎo)電溝道， 由暈圈區(qū)111中增加的摻雜濃度形成的重迭區(qū)103ο以及ρη結(jié)103ρ的相對陡峭的摻雜濃度梯度有利于獲得高開啟電流。與之相反，Pn結(jié)104ρ處的陡峭濃度梯度可導(dǎo)致流入襯底 101，亦即區(qū)域102的下方結(jié)晶區(qū)域的電流增強(qiáng)，其可最終由相應(yīng)的體接觸(body contact) 排出，從而使動態(tài)漏電流亦隨該開啟電流的增加而增加。而且，在加強(qiáng)該導(dǎo)電溝道期間，由重迭區(qū)103o、104o引起的寄生電容可能要求高電流以對該寄生電容再充電，并可能延遲該開啟狀態(tài)的啟動，從而劣化開關(guān)操作期間的上升和下降時(shí)間。從上述討論可看出，除晶體管100的總體幾何組態(tài)例如晶體管長度和寬度以及材料組成、摻雜濃度等以外，半導(dǎo)體區(qū)域102中橫向及垂直的摻雜分布亦顯著影響最終獲得的晶體管性能。由于晶體管組件的持續(xù)縮小導(dǎo)致運(yùn)行速度持續(xù)增加，因此，傾斜注入過程代表用以獲得所需的復(fù)雜摻雜分布的重要制造技術(shù)。例如，如上所述，該暈圈注入可能必需以特定的傾斜角度執(zhí)行，以精確調(diào)整Pn結(jié)處最終的總體摻雜梯度。而且，如上所述，在復(fù)雜半導(dǎo)體器件中可實(shí)施非對稱晶體管組態(tài)，例如通過在源極和漏極側(cè)選擇不同的總體摻雜分布以提升總體的驅(qū)動電流能力及溝道可控性，例如通過增加在源極和漏極區(qū)之間的一側(cè)例如源極側(cè)的重迭，同時(shí)降低漏極側(cè)的重迭，其中，還可適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)的摻雜梯度。在其它情況下，依據(jù)總體的器件組態(tài)，至少對于特定晶體管組件，可通過執(zhí)行非對稱暈圈注入實(shí)現(xiàn)源極和漏極區(qū)的非對稱組態(tài)。因此，在用以定義摻雜分布的復(fù)雜制造流程期間，可能需要執(zhí)行多個(gè)掩模和注入步驟，其中，可能需要保護(hù)一種類型晶體管的晶體管區(qū)域，同時(shí)使其它晶體管暴露于傾斜注入步驟。不過，對于極小晶體管器件，相鄰晶體管組件之間的距離可能在幾百納米以及更小的范圍內(nèi)，而當(dāng)考慮到源極和漏極注入工藝期間的離子阻擋能力時(shí)，柵極電極結(jié)構(gòu)的高度可能不會隨意縮小，因此，對于距離縮小的相鄰晶體管組件，在傾斜注入工藝期間可能發(fā)生一定程度的遮蔽(shadowing)。當(dāng)傾斜注入工藝期間必須對密集器件區(qū)中的特定晶體管掩模時(shí)，此情況可能變得更加嚴(yán)重，原因在于該相應(yīng)的注入掩模進(jìn)一步助長了遮蔽效應(yīng)，甚至阻礙離子種抵達(dá)活動區(qū)，從而嚴(yán)重劣化晶體管性能。另一方面，用于提供該注入掩模的抗蝕劑材料的總體厚度可能無法隨意降低，如后面參照圖Ib和Ic所述。圖Ib顯示先進(jìn)光刻技術(shù)中使用的典型抗蝕劑材料的抗蝕劑反射率與厚度的關(guān)系圖。如圖所示為典型的擺蕩曲線，其在約觀0納米及210納米等處具有多個(gè)極小值。由于光刻工藝的總體性能可能會受反射率大小的影響，考慮總體的光刻性能可較佳地使用增加的抗蝕劑厚度，例如280納米，以提供降低的反射率。另一方面，增加的抗蝕劑厚度可能與傾斜注入工藝期間的性能不兼容。圖Ic示意復(fù)雜半導(dǎo)體器件中的情形。如圖所示，半導(dǎo)體器件150可包括處于早期制造階段的多個(gè)晶體管100a、-IOOd0晶體管100a、…IOOd可具有與前述基本上相同的組態(tài)，不過，柵極長度107a可約為50納米及更小。而且，所示半導(dǎo)體器件150處于傾斜注入工藝120中，該工藝可代表傾斜暈圈注入和/或用以定義源極漏極延伸區(qū)的傾斜注入工藝，如前所述。如前所述，在傾斜注入工藝120期間，可能需要保護(hù)晶體管100a、…IOOd中的其中一些，例如晶體管100a及100c，相較未掩模晶體管100b、100d，晶體管100a及100c 可代表具有不同導(dǎo)電類型或需要以不同方式調(diào)整基本摻雜分布的晶體管。為此目的，提供注入掩模121，亦即抗蝕劑掩模，以覆蓋晶體管100a、100c。對于取決于器件150的總體設(shè)計(jì)規(guī)則的給定距離D，以及范圍在20度至30度之間的特定傾斜角度α，抗蝕劑掩模121的高度121h可導(dǎo)致晶體管IOObUOOd的活動區(qū)發(fā)生一定程度的遮蔽，如虛線所示。因此，有鑒于因?yàn)榻档偷姆瓷渎士赡軣o法與所導(dǎo)致的遮蔽效應(yīng)兼容而增強(qiáng)總體光刻性能，是需要增加的抗蝕劑厚度。另一方面，例如有關(guān)定義抗蝕劑掩模121等的關(guān)鍵尺寸，需要一定的最小抗蝕劑厚度以提供充分的光刻性能。例如，在柵極電極結(jié)構(gòu)107上方保持降低的抗蝕劑厚度可導(dǎo)致形成在柵極電極107上方的抗蝕劑材料的光化學(xué)行為與不具有柵極電極的其它器件區(qū)域上方的抗蝕劑材料的光化學(xué)行為顯著不同。例如，光化學(xué)反應(yīng)在柵極電極結(jié)構(gòu)107 上方具有顯著增加的速度，從而導(dǎo)致掩模121或晶體管100a、100c的線厚度降低，進(jìn)而導(dǎo)致傾斜注入工藝120期間的阻擋效果降低。如前所述，由于柵極電極107的離子阻擋效果可能需適應(yīng)后期制造階段中用以定義深入源極和漏極區(qū)的注入工藝的要求，因此顯著降低柵極電極107的高度可能不是個(gè)行選擇。因此，當(dāng)進(jìn)一步縮小器件尺寸時(shí)，柵極電極107的高度與距離D并非按比例縮小。另一方面，降低傾斜角度α可導(dǎo)致晶體管100a、…IOOd的性能顯著降低。因此，對于給定的器件幾何，亦即，距離D及柵極高度，傳統(tǒng)上需要在抗蝕劑掩模121的高度121h與傾斜角度α之間進(jìn)行折中，從而導(dǎo)致性能增益無法達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所期望的理想狀況。針對上述情況，本發(fā)明涉及提供用以增強(qiáng)復(fù)雜晶體管中的非對稱摻雜分布的技術(shù)，同時(shí)避免或至少減輕上述一個(gè)或多個(gè)問題的影響。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及技術(shù)，以基于針對可能需要進(jìn)一步降低相應(yīng)晶體管組件的關(guān)鍵尺寸的半導(dǎo)體制造技術(shù)的任意進(jìn)步能夠?qū)崿F(xiàn)高度可擴(kuò)縮性的工藝技術(shù)形成非對稱晶體管組態(tài)。為此，通過使用適當(dāng)設(shè)計(jì)的對于非對稱晶體管的源極和漏極區(qū)具有不同離子阻擋能力的注入掩模，可在該源極和漏極區(qū)中形成非對稱的阱摻雜分布。因此， 避免了通常需要在傾斜角度與注入掩模的厚度之間進(jìn)行一定折中的復(fù)雜的傾斜注入工藝， 從而增加高度復(fù)雜晶體管組件的非對稱晶體管組態(tài)的性能增益，其中，該高度復(fù)雜晶體管組件包括關(guān)鍵尺寸為50納米及以下的器件。而且，高性能晶體管的理想非對稱組態(tài)可基于成熟的電路布局來實(shí)現(xiàn)，亦即在電路布局中，對稱晶體管與非對稱晶體管彼此鄰近設(shè)置，基本上不受相鄰晶體管的柵極高度及柵極間距的限制，而此限制是使用傾斜注入序列以增加非對稱晶體管的源極區(qū)中的反向摻雜的傳統(tǒng)技術(shù)的典型情況。在這里揭露的一些實(shí)施方式中，可基于優(yōu)越的器件布局在早期制造階段中形成提供不同離子阻擋功能的注入掩模，以便基于光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)等提供相應(yīng)的掩模組態(tài)，例如梯度掩模分布。這里所揭露的一種方法包括在半導(dǎo)體區(qū)域上方形成注入掩模，其中，該注入掩模在晶體管的第一晶體管內(nèi)部區(qū)域上方具有第一離子阻擋功能，以及在該晶體管的第二晶體管內(nèi)部區(qū)域上方具有第二離子阻擋功能，其中，該第一離子阻擋功能與該第二離子阻擋功能彼此不同。而且，該方法包括基于該注入掩模向該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域注入阱摻雜種。最后，該方法包括在該半導(dǎo)體區(qū)域的溝道區(qū)上方形成柵極電極，其中，該溝道區(qū)橫向隔離該第一與第二晶體管內(nèi)部區(qū)域。這里所揭露的另一種方法包括在晶體管的第一晶體管內(nèi)部區(qū)域及第二內(nèi)部區(qū)域上方形成梯度注入掩模，其中，該梯度注入掩模為該第一晶體管內(nèi)部區(qū)域提供第一離子阻擋功能，以及為該第二晶體管內(nèi)部區(qū)域提供增強(qiáng)的第二離子阻擋功能。該方法還包括基于該注入掩模在該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域中引入阱摻雜種。而且，該方法包括基于該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域形成源極和漏極區(qū)，以獲得非對稱晶體管組態(tài)。這里所揭露的一種半導(dǎo)體器件包括形成在溝道區(qū)上方的柵極電極結(jié)構(gòu)。而且，源極和漏極區(qū)形成在阱區(qū)中，并由該溝道區(qū)橫向隔離。另外，阱摻雜種的摻雜濃度自該溝道區(qū)向在該晶體管的至少源極側(cè)的該晶體管的邊緣朝橫向方向逐漸增加。


本發(fā)明的各實(shí)施例由所附的權(quán)利要求書定義，并藉由下面參照附圖所作的詳細(xì)說明變得更加清楚。圖Ia示意場效應(yīng)晶體管的典型傳統(tǒng)架構(gòu)的剖視圖，該場效應(yīng)晶體管具有由傾斜暈圈注入形成的復(fù)雜摻雜分布。圖Ib示意抗蝕劑材料的擺蕩曲線。圖Ic示意依據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的半導(dǎo)體器件的剖視圖，該半導(dǎo)體器件包括處在傾斜注入工藝期間的多個(gè)極小晶體管組件及需要在抗蝕劑厚度與傾斜角度之間進(jìn)行折中的相應(yīng)注入掩模。圖加及2b分別為半導(dǎo)體器件的剖視圖及頂視圖，其示意依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例處于用以定義半導(dǎo)體活動區(qū)中的阱摻雜濃度的工藝序列的早期制造階段的半導(dǎo)體器件。圖2c示意依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處于下一制造階段的半導(dǎo)體器件，其中可曝光抗蝕劑材料以獲得梯度橫向形狀。圖2(1及加示意半導(dǎo)體器件的剖視圖，其中，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例基于梯度注入掩模處理該半導(dǎo)體器件以至少在該半導(dǎo)體活動區(qū)的特定區(qū)域中獲得非對稱阱摻雜濃度。圖2f示意在于下一制造階段的半導(dǎo)體器件的剖視圖，其中，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 可在共同的半導(dǎo)體活動區(qū)中及上方形成非對稱晶體管及對稱晶體管。圖2g至2i示意依據(jù)本發(fā)明另一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖，其中，具有梯度厚度分布的注入掩模可為非抗蝕劑材料。圖2j示意依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，其中，可在后期制造階段中，亦即，在形成相應(yīng)的柵極電極結(jié)構(gòu)之后，提供梯度注入掩模。
具體實(shí)施例方式盡管本發(fā)明藉由參照下面的詳細(xì)說明以及附圖所描述的實(shí)施例來說明，但應(yīng)當(dāng)理解，該詳細(xì)說明及附圖并非意圖將發(fā)明限于這里所揭露的特定實(shí)施例。相反，所述實(shí)施例僅示例本發(fā)明的各種實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書定義?！愣裕景l(fā)明提供技術(shù)及半導(dǎo)體器件，其中，可提供相對總體器件尺寸，例如柵極電極長度及相鄰的對稱晶體管組件與非對稱晶體管組件之間的間距，具有高度獨(dú)立性的非對稱晶體管組態(tài)。為此目的，通過提供非對稱阱摻雜濃度引入非對稱，其可具有與傳統(tǒng)的非對稱暈圈注入工藝或反向摻雜注入工藝類似的效果。不過，其中，可在無需復(fù)雜的傾斜注入技術(shù)的情況下形成該非對稱阱摻雜分布。為此目的，可應(yīng)用適當(dāng)?shù)淖⑷胙谀?，以在用以定義該晶體管組件的阱組態(tài)的基本非傾斜序列期間形成不同的時(shí)間阻擋功能。例如，該注入掩模具有的不同厚度可在源極區(qū)上方提供與漏極區(qū)上方相比不同程度的離子阻擋功能， 從而能夠使P溝道晶體管及η溝道晶體管獲得理想的基本摻雜，必要的話，還可結(jié)合相應(yīng)的額外無掩模阱摻雜工藝。例如，基于晶體管源極側(cè)上方的降低的離子阻擋功能，阱摻雜種的濃度及總量得以增加，從而結(jié)合相應(yīng)的源極和漏極注入摻雜分布形成增強(qiáng)的場強(qiáng)度。由于無需復(fù)雜的傾斜注入序列即可實(shí)現(xiàn)該基本阱摻雜濃度的該非對稱組態(tài)，因此，至少對于引入該阱摻雜種而言，可避免在復(fù)雜半導(dǎo)體器件中鑒于柵極高度及柵極間距而對抗蝕劑厚度進(jìn)行極微小的調(diào)整，從而提供了提升的總體工藝靈活度并獲得了本文所披露的該非對稱晶體管組態(tài)的可擴(kuò)縮性。因此，不必要進(jìn)行基本電路布局的復(fù)雜再設(shè)計(jì)，而其在傳統(tǒng)技術(shù)中必須加以考慮，以當(dāng)對稱晶體管與非對稱晶體管須鄰近設(shè)置時(shí)，基于該非對稱晶體管組態(tài)獲得高性能增益。因此，利用這里所揭露的原則可將優(yōu)越的設(shè)計(jì)靈活度與非對稱晶體管的性能提升相結(jié)合而與考慮中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)。下面參照圖加至2」詳細(xì)描述實(shí)施例，其中，如有必要， 還可參照圖Ia至Ic。圖加示意半導(dǎo)體器件250的剖視圖。該半導(dǎo)體器件250可包括襯底201及半導(dǎo)體層202。襯底201可代表任意適當(dāng)?shù)妮d體材料，以在其上方形成半導(dǎo)體層202。例如，襯底201可代表半導(dǎo)體襯底、絕緣襯底等。半導(dǎo)體層202可代表硅基材料，亦即，包括相當(dāng)一部分硅的材料，其中，該材料還可包含鍺、碳等其它組分，以建立器件250所需的總體電子特征。不過，應(yīng)當(dāng)了解，依據(jù)總體的器件要求，半導(dǎo)體層202可由任意其它適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料組成。而且，在一些情況下，與襯底201結(jié)合的半導(dǎo)體層202可形成SOI (silicon on insulator ；絕緣體上硅)組態(tài)，其中，可在襯底201與半導(dǎo)體層202之間設(shè)置絕緣埋層(未圖示)。在其它情況下，半導(dǎo)體層202可代表襯底201的基本結(jié)晶半導(dǎo)體材料的其中一部分， 以定義“塊體”組態(tài)。在一些實(shí)施例中，可在半導(dǎo)體層202中形成隔離結(jié)構(gòu)202b并延伸至特定深度，從而定義或描述活動區(qū)20加，可將該活動區(qū)20 理解為其中建立有適當(dāng)?shù)膿诫s分布的半導(dǎo)體區(qū)，以形成一個(gè)或多個(gè)晶體管組件的源極和漏極區(qū)。例如，隔離結(jié)構(gòu)202b可為淺溝槽隔離形式，若設(shè)置絕緣埋層的話，該隔離結(jié)構(gòu)可向下延伸至絕緣埋層。為此目的，可依據(jù)成熟的器件組態(tài)使用任意適當(dāng)?shù)慕^緣材料，例如二氧化硅、氮化硅等。在其它實(shí)施例中(圖加未圖示)，可能仍需要在半導(dǎo)體層202中形成隔離結(jié)構(gòu)202b。如圖加所示的半導(dǎo)體器件250可基于適當(dāng)?shù)闹圃旒夹g(shù)及設(shè)計(jì)方案形成，以依據(jù)總體器件要求適當(dāng)定義活動區(qū)20 的尺寸和形狀。例如，如前所述，可選擇使活動區(qū)20 能容置彼此鄰近的對稱晶體管與非對稱晶體管，如上面參照圖Ic的半導(dǎo)體器件150所述。而且，如果要在如圖加所示的制造階段中提供隔離結(jié)構(gòu)202b，可利用成熟的器件技術(shù)執(zhí)行相應(yīng)工藝，包括光刻、蝕刻、沉積及平坦化工藝。接著，在一些實(shí)施例中，可執(zhí)行注入工藝215， 以便以理想濃度向活動區(qū)20 內(nèi)引入理想的阱摻雜種，從而與基于專門設(shè)計(jì)的注入掩模的進(jìn)一步注入序列結(jié)合，在區(qū)20 內(nèi)至少局部形成非對稱摻雜。應(yīng)當(dāng)了解，在其它實(shí)施例中，注入工藝215可在后期制造階段中執(zhí)行，例如至少在活動區(qū)20 的期望區(qū)域中引入非對稱摻雜濃度之后執(zhí)行。注入工藝215可基于適當(dāng)選擇的參數(shù)執(zhí)行，例如給定阱摻雜種的劑量及能量，同時(shí)使用抗蝕劑掩模覆蓋需要不同類型的摻雜種的其它活動區(qū)。接著，可使用抗蝕劑掩模覆蓋區(qū)域20 ，并使其它活動區(qū)暴露于適當(dāng)?shù)碾x子轟擊，以在其中引入所需的阱摻雜種。圖2b示意半導(dǎo)體器件250的頂視圖，其中，若已設(shè)置隔離結(jié)構(gòu)202b，則該隔離結(jié)構(gòu)202b可橫向封閉活動區(qū)20加，從而使該活動區(qū)的尺寸適于容置彼此相鄰的至少一對稱晶體管器件200a及一非對稱晶體管器件200b。在該所示的實(shí)施例中，可能需要在活動區(qū) 202a中形成另一晶體管200c，其亦代表一對稱晶體管，以使非對稱晶體管200b可置于該兩對稱晶體管200a、200c之間。而在傳統(tǒng)技術(shù)中，當(dāng)使用相應(yīng)的抗蝕劑掩模基于傾斜注入工藝建立非對稱晶體管組態(tài)時(shí)，該設(shè)置導(dǎo)致性能增益顯著降低，如前參照圖Ic所述。圖2c示意處于下一制造階段中的半導(dǎo)體器件250，其中，可在活動區(qū)20 上方形成掩模材料221，以覆蓋區(qū)域20 中與仍待形成的晶體管200a、200b、200c對應(yīng)的各部分。 在一實(shí)施例中，掩模材料221可為具有適當(dāng)厚度的輻射敏感材料，例如光致抗蝕劑(光阻) 材料等，以為后期制造階段中執(zhí)行的旨在以非對稱方式向活動區(qū)20 中對應(yīng)晶體管200b 的部分引入阱摻雜種的注入工藝提供理想的的基本離子阻擋功能。為此目的，在一實(shí)施例中，對器件250執(zhí)行曝光工藝222，其中，在晶體管200b的活動區(qū)上方的掩模材料221中沉積的輻射能量可沿橫向方向變動，亦即沿圖2c中的水平方向，以使該相應(yīng)抗蝕劑材料發(fā)生不同程度的曝光，從而導(dǎo)致掩模材料221中不同程度的光化學(xué)反應(yīng)。例如，如圖所示，在曝光工藝222期間，在器件200b的活動區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)基本上呈漸進(jìn)式的橫向變動，以使位于晶體管200b之第一晶體管內(nèi)部區(qū)域251s上方的抗蝕劑材料221中的累積曝光量大于位于第二器件內(nèi)部區(qū)251d上方的材料221中的累積曝光量。眾所周知，在光刻工藝期間，通?？墒褂霉饪萄谀?未圖示)定義光致抗蝕劑材料中的曝光區(qū)域和非曝光區(qū)域，其中，依據(jù)所使用的抗蝕劑材料的類型，亦即正性抗蝕劑或負(fù)性抗蝕劑，可移除該曝光材料部分或該非曝光材料部分。因此，針對器件250的曝光工藝222而言，可使用適當(dāng)設(shè)計(jì)的光刻掩模，其中， 若層221中為正性抗蝕劑材料時(shí)，可使與晶體管200a、200c對應(yīng)的區(qū)域可保持基本不曝光， 同時(shí)可在該光刻掩模中提供適當(dāng)?shù)难谀Ｌ卣?，以使晶體管200b的區(qū)域251s、251d獲得不同程度的曝光。為此目的，可提供一個(gè)或多個(gè)半透明掩模特征和/或在該光刻掩模中定義格柵，以基于其它預(yù)定義的曝光參數(shù)在曝光工藝222期間使材料221內(nèi)沉積的曝光劑量最終獲得理想的變化。例如，可選擇曝光參數(shù)以及曝光前及曝光后處理中的其它工藝參數(shù)，包括用以移除材料221的曝光部分的顯影工藝，以在區(qū)域251s的最外圍處將層221的材料基本完全移除，同時(shí)材料移除的程度可向晶體管內(nèi)部區(qū)域251d的方向逐漸降低，其可導(dǎo)致區(qū)域 251d與活動區(qū)20 中對應(yīng)晶體管200c的部分之間的接口處基本上無材料移除。應(yīng)當(dāng)了解，在圖2c所示的實(shí)施例中，由于尚未形成任意其它特征，因此可基于優(yōu)越的總體器件布局執(zhí)行曝光工藝222，從而導(dǎo)致更為顯著或不太明顯的表面布局。例如，在一實(shí)施例中，當(dāng)隔離結(jié)構(gòu)202b(參照圖2b)使表面布局發(fā)生即使是細(xì)微的變動也被認(rèn)為不合適時(shí)，則可在后期制造階段中形成隔離結(jié)構(gòu)202b。圖2d示意半導(dǎo)體器件250，其中，將材料層221圖案化至注入掩模，亦稱為注入掩模221。在該注入掩模221的部分221b中，離子阻擋功能橫向變動，以在晶體管200b的區(qū)域251s上方提供與區(qū)域251d相比較低的離子阻擋功能。而且，在所示實(shí)施例中，注入掩模 221可包括相應(yīng)的部分221a、221c，其在對應(yīng)晶體管200a、200c的活動區(qū)20 的各部分處具有基本恒定的離子阻擋功能。亦即，在晶體管200a、200c之晶體管內(nèi)部區(qū)域251s、251d上方的掩模部分221a、221c的離子阻擋能力可基本相等，以便在基于注入掩模221向活動區(qū) 20 內(nèi)引入阱摻雜種的后續(xù)注入工藝中在該些晶體管組件中實(shí)現(xiàn)基本對稱的摻雜濃度。應(yīng)當(dāng)了解，可選擇不同的注入掩模221組態(tài)，只要可使晶體管200b的區(qū)域251s、251d獲得非對稱組態(tài)即可。例如，代替圖2d中基本呈漸進(jìn)式的厚度變化，在前面的曝光工藝222和后續(xù)的曝光處理及顯影期間，可在區(qū)域251s、251d之間產(chǎn)生較似“階梯狀”的厚度差。例如， 在一些實(shí)施例中(未圖示)，可使用相應(yīng)的光刻圖案，其中，可至少保持晶體管200b的區(qū)域 251d基本不曝光，同時(shí)區(qū)域251s可接受較高的曝光劑量而在區(qū)域251s各處，該曝光劑量不會有顯著變化，從而最終獲得基本呈階梯狀的組態(tài)。因此，在此情況下，區(qū)域251s、251d的掩模部分221b可具有不同的厚度，進(jìn)而獲得不同的離子阻擋功能。圖2e示意執(zhí)行離子注入工藝220的半導(dǎo)體器件250，其中，基于注入掩模221，可在活動區(qū)20 的部分區(qū)域中引入適當(dāng)?shù)内鍝诫s種，例如對于η溝道晶體管的ρ型摻雜種以及對于P溝道晶體管的η型摻雜種。例如，可選擇掩模部分221a、221c的離子阻擋功能以基本抑制注入種顯著滲透進(jìn)入?yún)^(qū)域20 的下層部分，以便基于額外的注入工藝，例如前述參照圖加的注入工藝215，為晶體管200a、200c建立相應(yīng)的理想基本阱摻雜。在其它情況下，可在工藝220之后及移除注入掩模221之后執(zhí)行相應(yīng)的額外阱注入工藝。在其它情況下，如果一定程度的摻雜滲透與晶體管200a、200b、200c的總體組態(tài)兼容，則可接受該一定程度的摻雜滲透。另一方面，具有不同厚度及離子阻擋功能的掩模部分221b可導(dǎo)致該阱摻雜種發(fā)生相應(yīng)不同的滲透，從而提供阱摻雜濃度分布220a，其中，在工藝220期間，摻雜種的滲透深度及總量可自區(qū)域251s向區(qū)域251d逐漸降低，如箭頭220b所示。因此，活動區(qū) 202a中與晶體管200b對應(yīng)的部分中，沿圖2e的水平方向，每單位長度所含摻雜種220a的總量自具有較高濃度的區(qū)域251s開始向區(qū)域251d逐漸降低。因此，在區(qū)域251s、251d中形成源極和漏極區(qū)時(shí)，區(qū)域251s中反向摻雜程度的增加可使即將基于源極和漏極摻雜及阱摻雜種220a形成的相應(yīng)pn結(jié)附近的場強(qiáng)度增強(qiáng)，以便獲得理想的非對稱晶體管組態(tài)，進(jìn)而提升晶體管性能，如前所述。圖2f示意處于下一制造階段中的半導(dǎo)體器件250。如圖所示，晶體管200a、200b、 200c可分別包括柵極電極207，柵極電極207形成于相應(yīng)的柵極絕緣層209上并通過該柵極絕緣層209與溝道區(qū)205隔離。溝道區(qū)205又橫向隔離源極區(qū)203與漏極區(qū)204，其中，該源極和漏極區(qū)203、204可分別包括源極和漏極延伸區(qū)20;3θ、204Θ。關(guān)于晶體管200a、200b、 200c的各組件，可應(yīng)用與參照圖Ia及Ic所述之晶體管100及晶體管100a、100b、IOOc相同的標(biāo)準(zhǔn)。亦即，如前所述的成熟制造技術(shù)及材料可用于柵極電極207及柵極絕緣層209。 而且，源極和漏極區(qū)203、204可基于適當(dāng)?shù)拈g隔物結(jié)構(gòu)206形成，依據(jù)源極和漏極區(qū)203、 204的橫向分布及垂直分布的期望復(fù)雜度，該間隔物結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立間隔物組件。另外，關(guān)于柵極長度及相鄰柵極電極207之間的距離，可使用與前面參照圖Ia及Ic所述的距離d及柵極長度107a相同的標(biāo)準(zhǔn)。因此，對稱晶體管200a、200c可鄰近非對稱晶體管200b設(shè)置，在該非對稱晶體管200b中，可基于如前所述沿方向220b降低的不同阱摻雜濃度220a實(shí)現(xiàn)理想的性能增益。亦即，相當(dāng)一部分的源極區(qū)203及源極延伸區(qū)20 可基于較漏極區(qū)204及延伸區(qū)2(Me程度增強(qiáng)的反向摻雜形成，從而使晶體管200b獲得非對稱場強(qiáng)度分布。不過，與基于如前所述的傾斜暈圈注入的傳統(tǒng)技術(shù)相反，可基于非關(guān)鍵的基本非傾斜注入工藝結(jié)合適當(dāng)設(shè)計(jì)的注入掩模221 (參照圖2e)調(diào)整該場強(qiáng)度的對稱程度，該注入掩模的特征設(shè)置基本不受實(shí)際的柵極高度與柵極間距的影響。亦即，可避免針對給定的柵極高度和柵極間距結(jié)合適當(dāng)?shù)膬A斜角度而細(xì)微調(diào)整抗蝕劑掩模的高度，其通常必須隨關(guān)鍵尺寸降低而降低。在此方面，當(dāng)適當(dāng)調(diào)整注入掩模221(參照圖2e)時(shí)，僅需考慮晶體管 200b沿長度方向的總體延伸，同時(shí)，尤其注入?yún)?shù)為非關(guān)鍵，因此可以方便地選擇以使阱摻雜濃度220a獲得理想程度的非對稱性。參照圖2g至2i描述另一些實(shí)施例，其中，可基于非關(guān)鍵的光刻工藝對由非抗蝕材料組成的注入掩模圖案化，以提供理想的非對稱離子阻擋功能。圖2g示意半導(dǎo)體器件250，其具有形成于半導(dǎo)體層202上方的掩模材料221。掩模材料221可由任意適當(dāng)?shù)牟牧辖M成，例如二氧化硅、氮化硅等，因此，其代表成熟的非抗蝕劑材料，具有與抗蝕劑材料相比較高的密度及離子阻擋能力。而且，在所示制造階段中，可在掩模材料221上方形成蝕刻掩模223，例如抗蝕劑掩模，以暴露與仍待形成于層202中的晶體管200b基本對應(yīng)的部分。該掩模材料221可基于成熟的工藝配方，基于任意適當(dāng)?shù)某练e技術(shù)例如CVD等形成。在一些實(shí)施例中，掩模材料221可包括蝕刻停止層(未圖示)，其可在用以移除部分掩模材料221的后續(xù)工藝序列中提供優(yōu)越的蝕刻停止功能。例如，二氧化硅結(jié)合氮化硅材料可用作有效的蝕刻停止材料，而在其它情況下，氮化硅可充當(dāng)蝕刻停止材料，二氧化硅可用作層221的塊體材料。不過，應(yīng)當(dāng)了解，可使用任意其它適當(dāng)?shù)牟牧希?例如聚合物材料等，只要可有效變更材料221的蝕刻行為即可。為此目的，可例如基于光刻工藝形成蝕刻掩模223，可在無需復(fù)雜光刻技術(shù)的情況下執(zhí)行該光刻工藝，以在材料221的暴露部分內(nèi)獲得梯度或不同程度的曝光，如前所述。而且，可選擇蝕刻掩模223的厚度，以便基于傾斜注入工藝2M獲得層221的暴露部分的蝕刻行為的理想非對稱圖案化，在該傾斜注入工藝期間，可向材料221內(nèi)引入適當(dāng)?shù)姆N類，例如氙、鍺、硅等，從而顯著修改總體的蝕刻行為。應(yīng)當(dāng)了解，盡管注入工藝2M可基于傾斜角度執(zhí)行，但由于在后續(xù)的蝕刻工藝期間可保持掩模223，以使材料221的覆蓋部分的蝕刻行為的相應(yīng)變更可能不會不當(dāng)?shù)赜绊憣?21的暴露部分的圖案化，從而使得注入種至材料221的覆蓋部分的滲透并不重要，因此，與如前參照圖Ia至Ic所述用于形成非對稱晶體管組態(tài)的傳統(tǒng)技術(shù)相比，該工藝增強(qiáng)了在選擇掩模223的適當(dāng)厚度及傾斜角度224中的靈活性。而且，可以任意適當(dāng)?shù)姆绞竭x擇工藝224的注入能量，以避免半導(dǎo)體層202發(fā)生不當(dāng)?shù)膿诫s滲透。因此，即使注入種能可靠地停止于材料221內(nèi)，對材料層221的上半部分的蝕刻行為的相應(yīng)有效變更仍可導(dǎo)致蝕刻前端進(jìn)展中的相應(yīng)不同，從而最終形成適當(dāng)設(shè)計(jì)的注入掩模。圖池示意暴露于蝕刻環(huán)境225中的半導(dǎo)體器件250，其中，該蝕刻環(huán)境經(jīng)設(shè)計(jì)用以相對半導(dǎo)體層202或相應(yīng)的蝕刻停止層(未圖示)選擇性移除層221的材料。由于前面引入的注入種，工藝225期間，在已接受高劑量注入種的區(qū)域中的移除速率較高，因此，與區(qū)域251d相比，區(qū)域251s上方的相應(yīng)蝕刻前端進(jìn)展較快。圖2i示意處于下一制造階段，亦即完成蝕刻工藝225并移除蝕刻掩模223(參照圖2h)之后的器件250。因此，材料221經(jīng)圖案化以充當(dāng)注入掩模，其中部分221b具有不同的離子阻擋功能，如前所述。另一方面，部分221a、221c可提供理想的高離子阻擋功能，如前所述。因此，執(zhí)行離子注入工藝220時(shí)，可基于掩模部分221b獲得具有理想程度的非對稱性的阱摻雜濃度220a。隨后，可例如基于成熟的選擇性蝕刻配方移除材料221，其中，可基于蝕刻停止層(未圖示)控制該相應(yīng)的移除工藝，接著通過適當(dāng)?shù)某墒炫浞揭瞥撐g刻停止層。例如，可相對二氧化硅選擇性移除氮化硅，接著基于成熟的技術(shù)相對硅材料選擇性移除該二氧化硅。隨后可執(zhí)行進(jìn)一步的工藝，如前所述。因此，可基于非關(guān)鍵光刻條件形成掩模部分221b，同時(shí)與傳統(tǒng)技術(shù)相比增強(qiáng)了設(shè)計(jì)及工藝的靈活性。圖2j示意依據(jù)另一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件250，其中，可在后期制造階段中，亦即，在形成柵極電極之后實(shí)現(xiàn)該阱摻雜的非對稱組態(tài)。亦即，可基于傳統(tǒng)的制造技術(shù)形成柵極電極207及柵極絕緣層209。隨后，可設(shè)置例如由抗蝕劑材料、聚合物材料，或任意其它適當(dāng)?shù)难谀２牧侠绯墒斓慕殡姴牧系葮?gòu)成的掩模材料221?？蛇m用旋涂技術(shù)等沉積材料 221，其中，如必要，可執(zhí)行額外的平坦化工藝?yán)鏑MP(chemical mechanical polishing ； 化學(xué)機(jī)械拋光)工藝等，以增強(qiáng)材料221的平坦性。接著，可圖案化材料221以獲得如前所述具有理想的非對稱離子阻擋功能的部分221b。為此目的，在一些實(shí)施例中，當(dāng)材料221由輻射敏感抗蝕劑材料構(gòu)成時(shí)，可使用復(fù)雜的曝光技術(shù)，例如參照曝光工藝222 (參照圖2c) 所述。在其它實(shí)施例中，可提供額外的蝕刻掩模結(jié)合適當(dāng)?shù)奶幚?，以局部變更蝕刻行為，例如參照圖2g及池所述。因此，在此情況下，可獲得梯度部分221b，其隨后可用于以非對稱方式引入阱摻雜種。因此，在注入工藝220期間，可在區(qū)域251s、251d中獲得梯度分布的摻雜濃度220a，同時(shí)由于柵極電極207的離子阻擋效果，溝道區(qū)205沿晶體管200b的長度方向呈基本的阱摻雜濃度。在注入工藝220之后，可例如通過任意適當(dāng)?shù)奈g刻工藝移除材料 221，其中，可使用蝕刻停止材料(未圖示)以減少對層202的暴露部分及柵極電極207的破壞。接著，如前所述，可在區(qū)域251s、251d中形成源極和漏極區(qū)以繼續(xù)進(jìn)一步的工藝。因此，本發(fā)明提供半導(dǎo)體器件及技術(shù)，其中，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以較高的設(shè)計(jì)及工藝靈活性實(shí)現(xiàn)晶體管的非對稱組態(tài)。亦即，利用基本非傾斜的注入工藝及專門設(shè)計(jì)的具有非對稱離子阻擋功能的注入掩模，可在非對稱晶體管的源極和漏極區(qū)提供非對稱的阱摻雜濃度。因此，該非對稱組態(tài)的建立基本不受器件尺寸，例如柵極高度、柵極間距等的影響， 從而使晶體管之該非對稱組態(tài)具有可擴(kuò)縮性。在閱讀說明書后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地對本發(fā)明作進(jìn)一步的修改和變更。 因此，說明書僅為說明性質(zhì)，目的在于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員執(zhí)行本發(fā)明所揭露的一般方式。應(yīng)當(dāng)理解，所示方式應(yīng)當(dāng)被視作當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括在半導(dǎo)體區(qū)域上方形成注入掩模，該注入掩模在晶體管的第一晶體管內(nèi)部區(qū)域上方具有第一離子阻擋功能，以及在該晶體管的第二晶體管內(nèi)部區(qū)域上方具有第二離子阻擋功能，該第一離子阻擋功能與該第二離子阻擋功能彼此不同；基于該注入掩模向該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域內(nèi)注入阱摻雜種；以及在該半導(dǎo)體區(qū)域的溝道區(qū)上方形成柵極電極，該溝道區(qū)橫向隔離該第一與第二晶體管內(nèi)部區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成該注入掩模包括形成離子阻擋材料，其在該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域上方具有不同厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該離子阻擋材料包括抗蝕劑材料。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，該離子阻擋材料包括非抗蝕劑材料。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，形成該離子阻擋材料包括沉積該非抗蝕劑材料，局部變更該非抗蝕劑材料的蝕刻行為以及基于該局部變更的蝕刻行為移除該非抗蝕劑材料的材料。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，局部變更該蝕刻行為包括在該非抗蝕劑材料上方形成抗蝕劑掩模以及以傾斜角度執(zhí)行注入工藝以引入局部變更該蝕刻行為的注入種。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該注入掩模之前形成隔離結(jié)構(gòu)，其中， 該隔離結(jié)構(gòu)橫向定義該半導(dǎo)體區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該注入掩模之后形成隔離結(jié)構(gòu)，其中， 該隔離結(jié)構(gòu)橫向定義該半導(dǎo)體區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該第一離子阻擋功能小于該第二離子阻擋功能，且其中，該第一晶體管內(nèi)部區(qū)域?qū)?yīng)源極區(qū)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該注入掩模覆蓋第二晶體管的第一晶體管內(nèi)部區(qū)域及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域，且其中，位于該第二晶體管的該第一晶體管內(nèi)部區(qū)域上方的該注入掩模的離子阻擋功能與位于該第二晶體管的該第二晶體管內(nèi)部區(qū)域上方的該注入掩模的離子阻擋功能是基本上相同。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該晶體管的該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域和該第二晶體管的該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域是形成在該半導(dǎo)體區(qū)域中，而且沒有設(shè)置中間隔離結(jié)構(gòu)在該晶體管與該第二晶體管之間。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在不使用該注入掩模的情況下向該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域內(nèi)注入該阱摻雜種的額外部分。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該柵極電極形成有約50納米或更小的長度。
14.一種方法，包括在晶體管的第一晶體管內(nèi)部區(qū)域及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域上方形成梯度注入掩模，該梯度注入掩模為該第一晶體管內(nèi)部區(qū)域提供第一離子阻擋功能以及為該第二晶體管內(nèi)部區(qū)域提供增強(qiáng)的第二離子阻擋功能，其中，該第二離子阻擋功能大于該第一離子阻擋功能；基于該注入掩模在該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域中引入阱摻雜種；以及基于該第一及第二晶體管內(nèi)部區(qū)域形成源極和漏極區(qū)，從而獲得非對稱晶體管組態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該梯度注入掩模之后形成柵極電極。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在形成該梯度注入掩模之前形成柵極電極。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，源極區(qū)形成在該第一晶體管內(nèi)部區(qū)域中。
18.一種半導(dǎo)體器件，包括 形成在溝道區(qū)上方的柵極電極結(jié)構(gòu)；形成在阱區(qū)中的源極區(qū)和漏極區(qū)，該溝道區(qū)橫向隔離該源極區(qū)和漏極區(qū)，阱摻雜種的摻雜濃度自該溝道區(qū)向在該晶體管的至少源極側(cè)的該晶體管的邊緣朝橫向方向逐漸增加。
19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，其中，該阱摻雜種的該濃度在該溝道區(qū)內(nèi)朝橫向方向逐漸變化。
20.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，其中，與該漏極區(qū)相比，該源極區(qū)中的阱摻雜種的總量較高。
21.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，其中，該柵極電極結(jié)構(gòu)的柵極長度約為50納米或更小。
22.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括形成在該阱區(qū)中的第二晶體管的源極和漏極區(qū)，其中，該第二晶體管的該源極和漏極區(qū)對于設(shè)置在該第二晶體管的源極側(cè)和漏極側(cè)的阱摻雜種具有基本上相同的組態(tài)。
全文摘要
在復(fù)雜半導(dǎo)體器件中，可基于非對稱阱注入獲得非對稱晶體管組態(tài)，同時(shí)避免傾斜注入工藝。為此目的，可形成梯度注入掩模，例如梯度抗蝕劑掩模，該掩模在該非對稱晶體管的漏極側(cè)可具有比源極側(cè)高的離子阻擋能力。例如，可基于具有高度性能增益的非傾斜注入工藝獲得該非對稱組態(tài)，并且該非對稱組態(tài)的實(shí)現(xiàn)與考慮中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)。
文檔編號H01L21/311GK102365714SQ201080014188
公開日2012年2月29日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者A·韋, J·亨齊爾, R·馬爾芬格, V·帕帕耶奧爾尤 申請人:先進(jìn)微裝置公司