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1、(10)申请公布号 CN 102800595 A (43)申请公布日 2012.11.28 C N 1 0 2 8 0 0 5 9 5 A *CN102800595A* (21)申请号 201110139434.6 (22)申请日 2011.05.26 H01L 21/336(2006.01) H01L 21/8238(2006.01) (71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限 公司 地址 201203 上海市浦东新区张江路18号 (72)发明人甘正浩 冯军宏 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人骆苏华 (54) 发明名称 NMOS晶体管形成方法及对应C。
2、MOS结构形成 方法 (57) 摘要 一种NMOS晶体管形成方法，包括：提供硅衬 底，在所述硅衬底表面形成栅氧化层，在所述栅氧 化层表面形成多晶硅层；将含N型杂质的氟化物 离子注入到所述多晶硅层内；对所述栅氧化层和 多晶硅层进行刻蚀形成栅极，在栅极两侧的硅衬 底内形成源区和漏区；对所述多晶硅层进行退火 处理。本发明还提供一种对应CMOS结构形成方 法。利用退火处理将多晶硅层内的氟离子扩散到 衬底表层并与硅结合形成硅氟键，可缓解NMOS晶 体管的热载流子注入效应，且氟离子通过扩散的 方式注入到衬底内不容易在退火时重新变成气体 逸出，扩散到衬底内的氟离子的剂量可以比较高。 (51)Int.Cl. 。
3、权利要求书2页 说明书7页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 7 页 1/2页 2 1.一种NMOS晶体管形成方法，包括： 提供硅衬底，在所述硅衬底表面形成栅氧化层，在所述栅氧化层表面形成多晶硅层； 将含N型杂质的氟化物离子注入到所述多晶硅层内； 对所述栅氧化层和多晶硅层进行刻蚀形成栅极，在栅极两侧的硅衬底内形成源区和漏 区； 对所述多晶硅层进行退火处理。 2.如权利要求1所述的NMOS晶体管形成方法，其特征在于，所述含N型杂质的氟化物 为PF 3 、PF 5 、AsF 3 、AsF 5 其中一种或其中几种的组合。 。
4、3.如权利要求1所述的NMOS晶体管形成方法，其特征在于，所述含N型杂质的氟化物 离子注入的注入能量范围为1KeV20KeV，注入剂量范围为1E13atom/cm 2 1E16atom/ cm 2 ，注入的深度小于多晶硅层的厚度。 4.如权利要求1所述的NMOS晶体管形成方法，其特征在于，所述退火温度为600 1000，退火的时间为30min60min。 5.如权利要求1所述的NMOS晶体管形成方法，其特征在于，所述退火处理或者在氢气、 氮气其中一种或两者混合物中进行，或者在真空中进行。 6.一种CMOS结构形成方法，包括： 提供硅衬底，在所述硅衬底内形成N阱区和与N阱区相邻的P阱区，在所述N。
5、阱区和P 阱区表面形成栅氧化层，在所述栅氧化层表面形成多晶硅层； 将P型杂质离子注入到所述多晶硅层内； 将含N型杂质的氟化物离子注入到P阱区上方的多晶硅层内； 对所述栅氧化层和多晶硅层进行刻蚀，在N阱区和P阱区表面形成栅极，分别对栅极两 侧的N阱区、P阱区内进行离子掺杂形成源区和漏区； 对所述多晶硅层进行退火处理。 7.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述P型杂质为B、In、BF 2 、 BF 3 、InF 3 其中一种或几者的组合。 8.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述P型杂质离子注入的注 入能量范围为1KeV10KeV，注入剂量范围为1E13at。
6、om/cm 2 1E16atom/cm 2 ，注入的深度 小于多晶硅层的厚度。 9.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述含N型杂质的氟化物为 PF 3 、PF 5 、AsF 3 、AsF 5 其中一种或其中几种的组合。 10.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述含N型杂质的氟化物离 子注入的注入能量范围为1KeV20KeV，注入剂量范围为1E13atom/cm 2 1E16atom/cm 2 ， 注入的深度小于多晶硅层的厚度。 11.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述注入含N型杂质的氟化 物的多晶硅层至少包括用来形成NMOS晶体管的。
7、栅极的多晶硅层。 12.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述离子注入的含N型杂质 的氟化物的剂量大于离子注入的P型杂质的剂量。 13.如权利要求12所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述离子注入的含N型杂 质的氟化物的剂量至少为离子注入的P型杂质的剂量的两倍。 权 利 要 求 书CN 102800595 A 2/2页 3 14.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述退火温度为600 1000，退火的时间为30min60min。 15.如权利要求6所述的CMOS结构形成方法，其特征在于，所述退火处理或者在氢气、 氮气其中一种或两者混合物中进行，或者在真。
8、空中进行。 权 利 要 求 书CN 102800595 A 1/7页 4 NMOS 晶体管形成方法及对应 CMOS 结构形成方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体制造技术，特别涉及能降低NMOS晶体管的热载流子注入效应 的NMOS晶体管形成方法及对应的CMOS结构形成方法。 背景技术 0002 随着半导体器件集成度的不断提高，特征尺寸逐渐减小，MOS晶体管的沟道的长 度也逐渐减小。同时，作为芯片外围电路的输入/输出器件和作为存储器的核心器件都需 要较高的驱动电压，这就导致这些器件的沟道中的电场变的很强，使得载流子在输送过程 中发生碰撞电离，产生额外的空穴电子对，产生热载流子，纵向电压使部分。
9、热载流子注入 栅氧化层，导致器件的阈值电压等参数发生漂移，形成较为严重的热载流子注入效应(Hot Carrier Injection，HCI)。由于电子与空穴的平均自由程不同，电子注入的几率要比空穴 高3个数量级，因此NMOS晶体管更容易引起热载流子注入效应(HCI)。 0003 现有技术中通常采用LDD(Lightly Doped Drain，轻掺杂漏注入)离子注入进行 优化，专利号为US 6004852的美国专利文献公开一种制作LDD源漏区的方法，利用减小 LDD离子注入的剂量和增大LDD注入能量，获得较深的LDD结，减小横向电场强度，从而减 弱热载流子注入问题。但上述方法的效果有限，而且。
10、还可能导致短沟道效应(SCE，Short Channel Effect)等问题。 0004 现有技术中还利用将氟离子直接注入到硅衬底表层来缓解热载流子注入效应，具 体的MOS晶体管示意图请参考图1，所述MOS晶体管包括位于硅衬底10内的源区11和漏 区12，位于硅衬底10表层的氟离子14，位于硅衬底10表面且位于源区11和漏区12之间 的栅极13，所述氟离子14是利用离子注入工艺直接注入到硅衬底表层。但是大剂量注入到 硅衬底表层的氟离子在退火工艺中会重新形成氟分子并从硅衬底中逸出。由于硅衬底表面 通常形成有氧化层薄膜，氟分子不能顺利逸出会聚集在硅衬底和氧化层薄膜之间，所述氧 化层薄膜会形成一个。
11、个气泡状的突起，严重影响器件性能。因此，注入到硅衬底的氟离子的 剂量不能太高，但低剂量的氟离子不能有效地缓解热载流子注入效应。 发明内容 0005 本发明解决的问题是提供NMOS晶体管形成方法及对应CMOS结构形成方法，以降 低NMOS晶体管和CMOS结构中的热载流子注入效应。 0006 为解决上述问题，本发明技术方案提供一种NMOS晶体管形成方法，包括：提供硅 衬底，在所述硅衬底表面形成栅氧化层，在所述栅氧化层表面形成多晶硅层；将含N型杂质 的氟化物离子注入到所述多晶硅层内；对所述栅氧化层和多晶硅层进行刻蚀形成栅极，在 栅极两侧的硅衬底内形成源区和漏区；对所述多晶硅层进行退火处理。 0007。
12、 可选的，所述含N型杂质的氟化物为PF 3 、PF 5 、AsF 3 、AsF 5 其中一种或其中几种的组 合。 0008 可选的，所述含N型杂质的氟化物离子注入的注入能量范围为1KeV20KeV，注入 说 明 书CN 102800595 A 2/7页 5 剂量范围为1E13atom/cm 2 1E16atom/cm 2 ，注入的深度小于多晶硅层的厚度。 0009 可选的，所述退火温度为6001000，退火的时间为30min60min。 0010 可选的，所述退火处理或者在氢气、氮气其中一种或两者混合物中进行，或者在真 空中进行。 0011 本发明技术方案还提供一种CMOS结构形成方法，包括：。
13、提供硅衬底，在所述硅衬 底内形成N阱区和与N阱区相邻的P阱区，在所述N阱区和P阱区表面形成栅氧化层，在所 述栅氧化层表面形成多晶硅层；将P型杂质离子注入到所述多晶硅层内；将含N型杂质的 氟化物离子注入到P阱区上方的多晶硅层内；对所述栅氧化层和多晶硅层进行刻蚀，在N阱 区和P阱区表面形成栅极，分别对栅极两侧的N阱区、P阱区内进行离子掺杂形成源区和漏 区；对所述多晶硅层进行退火处理。 0012 可选的，所述P型杂质为B、In、BF 2 、BF 3 、InF 3 其中一种或几者的组合。 0013 可选的，所述P型杂质离子注入的注入能量范围为1KeV10KeV，注入剂量范围为 1E13atom/cm 。
14、2 1E16atom/cm 2 ，注入的深度小于多晶硅层的厚度。 0014 可选的，所述含N型杂质的氟化物为PF 3 、PF 5 、AsF 3 、AsF 5 其中一种或其中几种的组 合。 0015 可选的，所述含N型杂质的氟化物离子注入的注入能量范围为1KeV20KeV，注入 剂量范围为1E13atom/cm 2 1E16atom/cm 2 ，注入的深度小于多晶硅层的厚度。 0016 可选的，所述注入含N型杂质的氟化物的多晶硅层至少包括用来形成NMOS晶体管 的栅极的多晶硅层。 0017 可选的，所述离子注入的含N型杂质的氟化物的剂量大于离子注入的P型杂质的 剂量。 0018 可选的，所述离子。
15、注入的含N型杂质的氟化物的剂量至少为离子注入的P型杂质 的剂量的两倍。 0019 可选的，所述退火温度为6001000，退火的时间为30min60min。 0020 可选的，所述退火处理或者在氢气、氮气其中一种或两者混合物中进行，或者在真 空中进行。 0021 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 0022 通过将含N型杂质的氟化物注入到多晶硅层内，再利用退火处理将氟离子扩散到 硅衬底表面，使得氟离子在硅衬底表层与硅结合形成键能很大的硅氟键，阻挡沟道中的热 载流子进入栅氧化层，这样就极大地缓解了热载流子注入效应。并且由于氟离子通过扩散 的方式注入到衬底表面不容易在高温退火时重新变成气体逸出，扩。
16、散到衬底表面的氟离子 的剂量可以比较高，可形成更多的硅氟键以阻挡热载流子注入到栅氧化层，降低NMOS的热 载流子注入效应。 0023 在形成CMOS结构时，由于P阱区上方的N型多晶硅层是通过N型杂质离子注入反 型形成，因此注入到所述多晶硅层的含N型杂质氟化物的剂量可以很大，可形成更多的硅 氟键以阻挡热载流子注入到栅氧化层，并且注入P型杂质、含N型杂质的氟化物只需形成一 次光刻胶对离子注入进行掩膜，简化了工艺流程。 附图说明 说 明 书CN 102800595 A 3/7页 6 0024 图1是现有技术中一种降低热载流子注入效应的MOS结构示意图； 0025 图2是本发明实施例的NMOS晶体管形。
17、成方法的流程示意图； 0026 图3至图6是本发明实施例的NMOS晶体管形成方法的剖面结构示意图； 0027 图7是本发明实施例的CMOS结构形成方法的流程示意图； 0028 图8至图13是本发明实施例的CMOS结构形成方法的剖面结构示意图。 具体实施方式 0029 由于大剂量注入到硅衬底表层的氟离子在退火工艺中会重新形成氟分子并从硅 衬底中逸出，发明人经过研究发现，在NMOS结构制造过程中，通过将含N型杂质的氟化物注 入到多晶硅层内，再利用退火处理将氟离子扩散到硅衬底表面，使得氟离子在硅衬底表层 与硅结合形成键能很大的硅氟键，阻挡沟道中的热载流子进入栅氧化层，这样就极大地缓 解了热载流子注入。
18、效应。 0030 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 0031 本发明提供一种NMOS晶体管形成方法，具体请参考图2，包括步骤：步骤S101， 提供硅衬底，在所述硅衬底表面形成栅氧化层，在所述栅氧化层表面形成多晶硅层；步骤 S102，将含N型杂质的氟化物离子注入到所述多晶硅层内；步骤S103，对所述栅氧化层和多 晶硅层进行刻蚀形成栅极，在栅极两侧的硅衬底内形成源区和漏区；步骤S104，对所述多 晶硅层进行退火处理。 0032 图3到图6为本发明NMOS晶体管形成方法的剖面结构示意图。 0033 请参考图2和图3，执行步骤S101。
19、，提供硅衬底100，在所述硅衬底100表面形成栅 氧化层120，在所述栅氧化层120表面形成多晶硅层140。 0034 所述硅衬底100可以为表面形成有外延层的硅衬底，也可以为绝缘体上硅衬底。 在本发明实施例中，硅衬底100为表面形成有外延层的硅衬底。 0035 形成所述栅氧化层120的方法为利用热氧化工艺或沉积工艺在所述硅衬底100表 面形成栅氧化层120，所述栅氧化层的材料为二氧化硅。形成所述多晶硅层140的方法为采 用化学气相沉积或者低压化学气相沉积的方法在栅氧化120表面形成多晶硅层140。形成 所述栅氧化层薄膜和多晶硅层薄膜的技术为本领域技术人员公知技术，在此不加详述。 0036 请。
20、参考图2和图4，执行步骤S102，将含N型杂质的氟化物离子注入到所述多晶硅 层140内。具体步骤包括：在所述多晶硅层140表面形成光刻胶层(未示出)，对光刻胶层 进行曝光显影形成图形化的光刻胶层，以所述图形化的光刻胶层作掩膜在多晶硅层140内 注入N型杂质离子141、氟离子142。 0037 所述含N型杂质的氟化物包括PF 3 、PF 5 、AsF 3 、AsF 5 其中一种或其中几种的组合。 所述含N型杂质的氟化物离子注入的注入能量范围为1KeV20KeV，注入剂量范围为 1E13atom/cm 2 1E16atom/cm 2 ，注入的深度小于多晶硅层的厚度。 0038 请参考图2和图5，执。
21、行步骤S103，对所述栅氧化层120和多晶硅层140进行刻蚀 形成栅极150，在栅极150两侧的硅衬底100内形成源区和漏区。 0039 刻蚀形成栅极150的步骤包括：在所述多晶硅层表面形成光刻胶层(未示出)，对 光刻胶层进行曝光显影形成图形化的光刻胶层，以所述图形化的光刻胶层作掩膜对多晶硅 说 明 书CN 102800595 A 4/7页 7 层和栅氧化层进行干法刻蚀，直至露出硅衬底100。 0040 在栅极150两侧的硅衬底100内形成源区和漏区的步骤包括：在硅衬底100和栅 极150表面形成光刻胶层(未示出)，对光刻胶层进行曝光显影形成图形化的光刻胶层，以 所述光刻胶层和栅极150为掩膜。
22、，对栅极150两侧的硅衬底100进行第一次N型杂质离子 注入，形成轻掺杂源/漏区111，所述注入的离子为磷离子、砷离子其中一种或两者的组合； 0041 在所述栅极150侧壁上形成侧墙155，所述侧墙155的材料可以为氧化硅、氮化硅 其中一种或二者的叠层结构； 0042 在硅衬底100、栅极150、侧墙155表面形成光刻胶层(未示出)，对光刻胶层进行 曝光显影形成图形化的光刻胶层，以所述光刻胶层、栅极150和侧墙155为掩膜，对侧墙155 两侧的轻掺杂源/漏区111进行第二次N型杂质离子注入，形成重掺杂源/漏区112，所述 注入的离子为磷离子、砷离子其中一种或两者的组合，所述第二次离子注入的剂量。
23、比第一 次离子注入的剂量大，一般可以大1至2个数量级，且第二次离子注入的深度比第一次离子 注入的深度要深。 0043 可选的，在形成轻掺杂源/漏区111后对所述硅衬底进行第一退火，在形成重掺杂 源/漏区112后对所述硅衬底进行第二退火，以对注入的离子进行激活。 0044 请参考图2和图6，执行步骤S104，对所述多晶硅层进行退火处理。 0045 所述退火处理或者在氢气、氮气其中一种或两者混合物中进行，或者在真空中进 行，退火温度为6001000，退火的时间为30min60min。请参考图6，经过30至60 分钟的退火处理，多晶硅层内的氟离子142会扩散到栅氧化层下的衬底100表层，并激活氟 离。
24、子142，使氟离子142与衬底100表层的硅结合形成硅氟键，由于硅氟键的键能很大，所述 硅氟键阻挡沟道中的热载流子注入到栅氧化层，缓解NMOS晶体管热载流子注入效应。 0046 所述退火处理可以在步骤2后，即在将含N型杂质的氟化物离子注入到多晶硅层 内后对多晶硅层进行退火处理，也可以在步骤3后进行，即在形成NMOS晶体管后对多晶硅 层进行退火处理。 0047 由于氟离子通过扩散的方式注入到衬底表面不容易在高温退火时重新变成气体 逸出，扩散到衬底表面的氟离子的剂量可以比较高，可形成更多的硅氟键以阻挡热载流子 注入到栅氧化层，降低NMOS的热载流子注入效应。 0048 由于本发明实施例中NMOS晶。
25、体管的栅极为N型栅极，所述N型栅极所形成的纵向 电压能抑制部分热载流子注入到栅氧化层，也可缓解热载流子注入效应。 0049 本发明还提供一种CMOS结构形成方法，具体请参考图7，包括步骤：步骤S201，提 供硅衬底，在所述硅衬底内形成N阱区和与N阱区相邻的P阱区，在所述N阱区和P阱区表 面形成栅氧化层，在所述栅氧化层表面形成多晶硅层；步骤S202，将P型杂质离子注入到所 述多晶硅层内；步骤S203，将含N型杂质的氟化物离子注入到P阱区上方的多晶硅层内；步 骤S204，对所述栅氧化层和多晶硅层进行刻蚀，在N阱区和P阱区表面形成栅极，分别对栅 极两侧的N阱区、P阱区内进行离子掺杂形成源区和漏区；步。
26、骤S205，对所述多晶硅层进行 退火处理。 0050 图8至图13为本发明CMOS结构形成方法的剖面结构示意图。 0051 请参考图7和图8，执行步骤S201，提供硅衬底200，在所述硅衬底200内形成N阱 区212和与N阱区212相邻的P阱区211，在所述N阱区212和P阱区211表面形成栅氧化 说 明 书CN 102800595 A 5/7页 8 层220，在所述栅氧化层220表面形成多晶硅层230。 0052 所述硅衬底200或者为表面形成有外延层的硅衬底，或者为绝缘体上硅衬底。在 本发明实施例中，硅衬底100为表面形成有外延层的硅衬底。 0053 形成P阱区211和N阱区212的方法包。
27、括：在所述硅衬底200表面形成光刻胶层 (未示出)，对光刻胶层进行曝光显影露出需要形成P阱区的硅衬底200，以图形化的光刻胶 层作掩膜，在所述硅衬底200内注入P型杂质，形成P阱区211；在所述硅衬底200表面再 次形成光刻胶层(未示出)，对光刻胶层进行曝光显影露出需要形成N阱区的硅衬底200， 以图形化的光刻胶层作掩膜，在所述硅衬底200内注入N型杂质，形成N阱区212。其中，所 述N阱区212与P阱区211相邻设置。 0054 在所述N阱区212和P阱区211之间形成隔离结构213以防止N阱区212和P阱 区211之间漏电，影响器件性能。可选的，所述隔离结构为浅沟槽隔离结构(STI)，浅沟。
28、槽隔 离结构的形成方法为本领域技术人员公知技术，在此不加详述。 0055 形成所述栅氧化层220的方法为利用热氧化工艺或沉积工艺在所述N阱区212和 P阱区211表面形成栅氧化层220，所述栅氧化层的材料为二氧化硅。形成所述多晶硅层 230的方法为采用化学气相沉积或者低压化学气相沉积的方法在栅氧化层220表面形成多 晶硅层230。形成所述栅氧化层和多晶硅层的技术为本领域技术人员公知技术，在此不加详 述。 0056 请参考图7和图9，执行步骤S202，将P型杂质231离子注入到所述多晶硅层230 内。所述P型杂质为硼(B)、铟(In)、BF 2 、BF 3 、InF 3 其中一种或几种的组合。所。
29、述离子注入 的注入能量范围为1KeV10KeV，注入剂量范围为1E13atom/cm 2 1E16atom/cm 2 ，注入的 深度小于多晶硅层薄膜的厚度。 0057 当注入的P型杂质231为BF 2 、BF 3 、InF 3 其中的一种或几种的组合时，对多晶硅层 进行退火处理，氟离子会扩散到衬底表层与硅结合生成硅氟键，阻挡沟道中的热载流子注 入到栅氧化层，缓解PMOS晶体管的热载流子注入效应。 0058 请参考图7和图10，执行步骤S203，将含N型杂质的氟化物离子注入到P阱区211 上方的多晶硅层230内。具体步骤包括：在所述多晶硅层230表面形成光刻胶层(未示出)， 对光刻胶层进行曝光显。
30、影露出需要注入含N型杂质的氟化物的多晶硅层230，以图形化的 光刻胶层作掩膜，在所述多晶硅层230内注入N型杂质离子232、氟离子233。 0059 其中，注入含N型杂质氟化物的多晶硅层至少包括用来形成NMOS晶体管的栅极 的多晶硅层。所述含N型杂质的氟化物包括PF 3 、PF 5 、AsF 3 、AsF 5 其中一种或其中几种的组 合。所述含N型杂质的氟化物离子注入的注入能量范围为1KeV20KeV，注入剂量范围为 1E13atom/cm 2 1E16atom/cm 2 ，注入的深度小于多晶硅层薄膜的厚度。由于需要将P阱区 上的栅极由P型反型成N型，离子注入的含N型杂质氟化物的剂量大于离子注。
31、入的P型杂 质的剂量，所述含N型杂质的氟化物的剂量至少为P型杂质的剂量的两倍。因为NMOS晶体 管沟道中的热载流子为电子，当P阱区上方的多晶硅层薄膜从P型多晶硅层反型成N型多 晶硅层后，形成的NMOS晶体管的栅极为N型栅极，N型栅极会抑制沟道中的热载流子注入 到栅氧化层，缓解热载流子注入效应。 0060 请参考图7和图11、图12，执行步骤S204，对所述栅氧化层和多晶硅层进行刻蚀， 在N阱区212和P阱区211表面形成栅极，分别对栅极两侧的N阱区212、P阱区211内进 说 明 书CN 102800595 A 6/7页 9 行离子注入形成源区和漏区。 0061 所述栅极包括位于P阱区211上。
32、的栅极251和N阱区212上的栅极252，栅极251 和栅极252可以同步形成。请参考图11，形成栅极的具体步骤包括：在所述多晶硅层表面 形成光刻胶层(未示出)，对光刻胶层进行曝光显影露出需要刻蚀掉的多晶硅层，以图形化 的光刻胶层作掩膜，对多晶硅层和栅氧化层进行干法刻蚀，直至露出衬底200。形成所述栅 极的方法为本领域技术人员公知技术，在此不加详述。 0062 请参考图12，在栅极251两侧的P阱区211内进行N型离子注入形成源/漏区 261，在栅极252两侧的N阱区212内进行P型离子注入形成源/漏区262。在其他实施例 中，N阱区内和P阱区内源区和漏区的位置可以交换。所述离子注入的N型离子。
33、为磷离子、 砷离子其中一种或两者的组合，所述离子注入的P型离子为硼离子、铟离子其中一种或两 者的组合。 0063 在所述离子注入之后，可以对所述硅衬底200进行退火处理，以对注入的离子进 行激活。 0064 可选的，形成的源区和漏区的步骤包括：在栅极两侧的衬底内进行第一离子注入， 形成轻掺杂的源漏区；在所述栅极侧壁上形成侧墙；在侧墙两侧的衬底内进行第二离子注 入，形成重掺杂的源漏区。所述第二次离子注入的剂量比第一次离子注入的剂量大，一般可 以大1至2个数量级，且第二次离子注入的深度比第一次离子注入的深度要深。在形成轻 掺杂的源漏区后对所述硅衬底进行第一退火，在形成重掺杂的源漏区后对所述硅衬底进。
34、行 第二退火，以对注入的离子进行激活。 0065 请参考图7，执行步骤S205，对所述多晶硅层进行退火处理。所述退火处理或 者在氢气、氮气其中一种或两者混合物中进行，或者在真空中进行，退火温度为600 1000，退火的时间为30min60min。请参考图13，经过30至60分钟的退火处理，多晶硅 层内的氟离子233会扩散到栅氧化层下的衬底200表层，并激活氟离子233，使氟离子233 与衬底表层的硅结合形成硅氟键，由于硅氟键的键能很大，所述硅氟键阻挡沟道中热载流 子注入到栅氧化层，缓解了NMOS晶体管的热载流子注入效应。 0066 所述退火处理可以在步骤3后，即在将含N型杂质的氟化物离子注入到。
35、多晶硅层 内后对多晶硅层进行退火处理，也可以在步骤4后进行，即在形成CMOS结构后对多晶硅层 进行退火处理。 0067 本发明实施例通过将氟化物注入到多晶硅层内，再利用退火处理将氟离子扩散到 衬底表面，使得氟离子在衬底表面与硅结合形成键能很大的硅氟键，阻挡沟道中的热载流 子进入栅氧化层，这样就极大地缓解了热载流子注入效应。并且由于氟离子通过扩散的方 式注入到衬底表面不容易在高温退火时重新变成气体逸出，扩散到衬底表面的氟离子的剂 量可以比较高，可形成更多的硅氟键以阻挡热载流子注入到栅氧化层。 0068 在形成CMOS结构时，由于P阱区上方的N型多晶硅层是通过N型杂质离子注入反 型形成，因此注入到。
36、所述多晶硅层的含N型杂质氟化物的剂量可以很大，可形成更多的硅 氟键以阻挡热载流子注入到栅氧化层，并且注入P型杂质、含N型杂质的氟化物只需形成一 次光刻胶对离子注入进行掩膜，简化了工艺流程。 0069 由于PMOS晶体管的栅极为P型栅极，NMOS晶体管的栅极为N型栅极，所述P型栅 极、N型栅极所形成的纵向电压能抑制部分热载流子注入到栅氧化层，也可缓解热载流子注 说 明 书CN 102800595 A 7/7页 10 入效应。 0070 本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发 明技术方案。
37、做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案 的保护范围。 说 明 书CN 102800595 A 10 1/7页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102800595 A 11 2/7页 12 图3 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102800595 A 12 3/7页 13 图6 说 明 书 附 图CN 102800595 A 13 4/7页 14 图7 说 明 书 附 图CN 102800595 A 14 5/7页 15 图8 图9 说 明 书 附 图CN 102800595 A 15 6/7页 16 图10 图11 说 明 书 附 图CN 102800595 A 16 7/7页 17 图12 图13 说 明 书 附 图CN 102800595 A 17 。