TW200536055A - Selective nitridation of gate oxides - Google Patents

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TW200536055A TW094101283A TW94101283A TW200536055A TW 200536055 A TW200536055 A TW 200536055A TW 094101283 A TW094101283 A TW 094101283A TW 94101283 A TW94101283 A TW 94101283A TW 200536055 A TW200536055 A TW 200536055A
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Description

200536055 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一般關於一種半導辦 干v體耕及製造方法，尤其 於一種具有選擇性氮化閘極氧化層的半導體。 【先前技術】 • 二氧财多年來魏作騎效電晶體_s) _極絕緣 體，其原因在於二氧化石夕同時具備了期待的性質，包含良好的 電子及電洞遷移率、在接面處維持電子(表面)狀態的能力、相 對低的電子和電洞的陷位率㈣㈣rate)、以及與CM〇s製程 的良好相容性。-般而言，期待薄_絕緣體可以較佳地輕 合，並控制從閘電極至通道的電子位勢能。 • 不斷發展的積體電路技術，某種程度上，取決於元件尺寸 的縮小。不過，隨著每個半導體元件世代，二氧化矽的厚度減 少，透過介電層產生的漏電流也隨之增加，最終導致無法接 受。此外，減少的厚度使得摻雜物(例如：硼)從閘極擴散至閘 極介電層，反而摻雜至通道，以致於降低效能。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-011〇(JHW) 200536055 有一種用來降低這些不需要的效應的方法，就是將氮導入 閑極Si〇2中。導入氮後，閘極的介電常數增加。即使導入很低 浪度的氮’仍可減少硼的擴散。然不幸地，高濃度的氮會導致 臣品界電壓遷移，特別是對KpFETs。因此，為了減少對pFETs 的負面衫響，只好限制氮的最大導入量，並犧牲了閘極漏電 流，特別是在nPETs的閘極漏電流。 本發明係用來解決上述的問題。 【發明内容】 本發明的第-方面在於提供一種半導體結構的製造方 法其中半導體結構具有富含氮_〇卿㈤制)的主動元件 特徵。k個方法藉由形成—第—主動元件的第—特徵以及一第 -主動7L件的第二特徵來達成。氮之第—數量被導人第一主動 凡件的第特徵，而氮之第二數量被導人第二絲元件的第二 特破。氮之第二數量和氮之第—數量不同。 本毛明的另-個方面在於提供—種半導體結構的製造方 法匕3在半導體基材上形成一介電層。介電層具有對應於第 一介電閉極的第-部份，以及對應於第二介電_的第二部 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) 200536055 分。第-濃度的氮導人該介電第_部份。第二濃度的氮也 導入該介電層的第二部分。氮的第二濃度和氮的第一濃度不 本發明另-個方面在於提供一個半導體結構。該結構包含 -個半導縣材。該結構也包含—細彡成於該基材上的第一主 • 就件。第—絲元件包含第—介電閘極，^該第-介電閘極 有第-濃度的氮。此外’該結構包含形成於基材上的第二主動 70件。該第二主動元件包含第二介電閘極，第二介電閘極具有 第二濃度的氮。氮的第二濃度和氮的第一濃度不同。 【實施方式】 本發明可以獨立地將氮導入nFET以及pFET的閘極介電層 鲁 中(也就是氮化）。氮導入的量足以減少或避免閘極漏 電流以及 摻雜物的擴散，而且不會降低元件的效能。在一個實施例中， 將低濃度的氮(相較於導入nFET的閘極介電層的氮)導入pFET 的閘極介電層，以及將一低濃度、無氮或是高濃度的氮導入厚 問極介電層中，此厚閘極介電層不會有明顯的摻雜物擴散及漏 電流。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) 200536055 、在一個實施例中，半導體元件包含基材職及以—般方 法形成的閘極介電層120，如圖1所示。根據本發明的概念，修 改了在形成覆蓋閘極介電層的閘極電極之前，以及在形成環繞 閘極電極的間隙壁之前的製程。 基材110可以是例如石夕基材或是形成在基材上的蟲晶石夕 _ 層。閘極介電層120(在此處也稱為“氧化層，，），如二氧化石夕層， 以習知技術的製程，如熱成長製程形成於表面。 閘極介電層可能被圖案化並被侧以形成介電層，此介電 層根據不同的主動元件而有不同的厚度。不同的介電層可能有 不同的厚度以配合不同的元件。較厚區域(如120)具有厚度約 為50埃的閘極介電層，這樣的介電層不會發生摻雜物擴散或是 春 電流。對於厚度少於5〇埃的區域，特別是厚度為2〇埃或是更 小的區域，就較易產生摻雜物擴散以及漏電流。因此，厚度約 為50埃的閘極介電層的區域不需要氮化。 不同的區域也會對應至不同的元件。例如，厚度為2〇埃或 更小的特定閘極介電區域可能是nFETs以及pFETs。相較於 pFETs的薄區，nFETs的薄區可以從較強的氮化獲益。 4IBM/04159TW ； BUR9-20〇3.〇H〇(JHW) 200536055 現在請參照圖2，移除將形成薄介電層區域的部分厚介電 層120。移除的方式可以一般習知的技術來完成，例如使用光 阻以及飯刻。例如，使用缓衝氫氟酸(buffered hydrofluoric， BHF)以從區域220以及230#刻介電層。圖中的垂直虛線是為 了說明，用來區分兩個區域。 瞻 該結構，特別是氧化層，可以接著以適用閘極介電層12〇 以及基材110的方式進行清洗，例如工業用的標準11(：;八清洗製 程。RCA製程包含使用幾種清洗溶液，每個溶液之後以去離子 水進行快速沉浸清洗(quick-dump rinse，QDR)。首先，使用硫 酸和過氧化氫混合物(S P M)的水溶液以從晶圓表面移除殘留 的光阻以及顆粒狀的有機污染物。接著進行qDR。之後以例 如是SCI的清潔溶液(NH40H/H202/H20=1:1:5)，在大約是75 φ c至％ c的溫度清洗表面，並且移除有機化合物以及顆粒。接 著進行另一次QDR。之後，利用例如是sc2的清洗溶液 (NC1/H202/H20=1:1:6)，在大約7宂至8穴的溫度下進一步清 洗表面。在此之後，進行另一次QDR。接著可以進行最後的 /月洗，以進一步清洗该結構。接著就可進行乾燥的步驟，例如 以異丙醇(isopropyl alcohol，IM)蒸氣以移除濕氣並乾燥結構。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) 200536055 在清洗之後，如圖3所示導入第一劑量(也就是高劑量)的 氮。可以使用不同的技術以達成本發明中的氮化。例如，整個 結構可以接受8x10h至1χ1〇22原子/平方公分的高濃度氣，在此 之後而要低》辰度氮的區域被從高濃度的含氮區域剝除，接著 再以低劑量的氮處理。 , Ml可以藉由將元件置入含氮的氣體(例如：氨氣、鹏)中 來2入。這樣的暴露可以將第一數量(也就是較高濃度)的氮導 入”電層。在基材暴露於氣體的過程中，可以進行退火的製 程。退火製程可以细—般的爐管製程或是快速加熱製程來進 行火的J衣i兄可以包含大約。◦至⑽叱的溫度範圍， 托耳(Torr)至—大氣壓賴力，以及根據製程的酬決定15秒 至⑽刀知的退火時間。製程時間、溫度以及壓力可以改變， •以增加或減少導人介電層的氮的量。舉例來說，-個根據上述 t火條件所進行的氮化製程可以產生濃度在至1χ1〇22 原子/平方公分的高氮濃度層。不過，亦可以達成其他程度的 鼠濃度。也就是說，根據所對應的元件、接下來的製程條件、 閘極氧化介電層、摻_半導歸以及軸在摻_半導體層 中的Ρ+不純物’以翻其他程度的氮濃度。增加的氮可以避免 Ρ型摻雜不純她如：雨擴散至閘極介電薄膜，並進一步擴 -10- 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) 200536055 散至半導體結構的通道區域。氮的存在也可以減少漏電流。完 成這個步驟之後，氮氧化層310形成於接近介電層12〇的基材 110介面。氮化層(例如：SisN4)形成在介電層被移除的區域32〇 和330上面。 接下來，將不需要第一劑量氮的氮化層移除。舉例來說， 癱如果第一劑虿是设計來產生相對高濃度的氮(例如：高於 原子/平方公分），那麼用來形成pFET區域的介電層，例如區域 330就可能被移除。當有薄閘極介電層的111^丁需要相對高濃度 的氮(例如：高於8xl014原子/平方公分），那麼在那些區域的介 電層，例如區域320也就可能留下。富含氮的介電層可能留在 對應於較厚閘極介f層的區域，例如區域12G，即使氮對於這 樣的區域影響不大。在區域33〇進行的移除可以一般所習知的 • 方式完成’例如使用光阻以及钱刻。如圖4所示，光阻遮罩· 可以覆蓋區域職及卿2G。舉例來說，緩衝缝酸(腳） 可以用來將氮化層從區域320移除。 從預定的區域，例如330，飿刻去介電層後，將遮罩· 構上祕。遮罩的移除可以—般醜式獅(例如：丙嗣 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-01 l〇(JHW) -11- 200536055 或是硫酸縣的雜)或是乾賴離⑽如：反應電漿，臭 是紫外線/臭氧為主的製嫩達成。所形成的結構如圖$所示。
在遮罩移除後’整個未被遮住的表面以另一劑量的氮處 理’例如臟縛級錢的氣财，例如魏卿），如圖 6所示。如此曝露含氮的氣體中’可以在曝露的表面上形成薄 氮化石夕(Si3N4)薄顧0，ϋ將第二劑量的氮導人介電區域⑽。 在將結構露於氣體的過財，可以進行退火製程。退火製程可 以利用-般的爐官f程或是快速加練絲進行。退火的環境 可以包含大約we至_t：的溫魏圍，1G托耳至—大氣壓的 壓力’以及根據製程的細Ij決定15秒至12〇分鐘的退火時間。 製程時間、溫度以及壓力可以改變以增加錢少導人介電層的 氮的量。舉例來说，一個彳艮據上述的退火條件所進行的氮化製 程可以導入範圍在lxio13至lxl〇i5原子/平方公分(例如：1χ1〇14 至lxio15原子/平方公分)的氮。氮化層61〇的厚度可以是大約10 至50埃。不過，也可以達成其他濃度及其他的薄膜厚度。 在氮化基材表面後，可以重新氧化該元件，例如利用在爐 管中的濕式氧化製程、自由基強化的快速加熱氧化，或是其他 習知的氧化方法來將氮化層320和610(圖6)轉換成如圖7所示 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -12- 200536055 之氮氧化層10以及720 ’藉此形成薄的閘極介電層。舉例來 說，自由基強化的快速蝴氧化可以藉由細細導入在較 高溫操作的單-晶片機台。例如，〇2細會在熱的晶圓上反 應’以形成絲氧化薄膜的咖以及氧原子。轉所需要的厚 度以及製程减’反應的時卩柯在2__秒_動，反應溫度 則在600-1200。〇間變動。薄膜32〇中的氮濃度會延缓氧化物的 形成。因此’區域710的厚度會小於區域72〇的厚度。氧化步驟 也可以進-步氧化介電層的區域12G，並輕微地增力口厚度。 請參考圖8，其中顯示另一種氮化製程的方法，也就是電 漿氮化製程。使用微波的遠距電漿氮化(rem〇te plasma nitridation ’ RPN)或是使用射頻的解耦式電漿氮化(dec〇upled plasmanitridation，DPN)，可以和含氮的氣體反應以產生包含 氮離子的電漿。可能包含薄區域820、830與厚區域810的介電 層850、nFET 820及pFET 830暴露於含氮的電漿中。電漿之氣 體成分舉例來說，可以是在20至80 mTorr壓力下的75%的氦氣 以及25%的氮。電漿中的氮濃度大致是10%至25%，再以氦氣 均衡之，除了氦氣，也可以使用氖氣或是氬氣。氮的來源被導 入電漿中以形成含氮電漿。氮的來源可以是N2、NH3、NO、 N2〇或是其混合物。電漿可以在10至50W下施加1〇至60秒。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -13- 200536055 基材11G可以是沒有偏壓的，也就是離子化的物質被電聚 電壓加速，接著被植入絕緣表面。另外，也可以對基材施加偏 壓以進一步加速電裝中的離子，以將離子植入絕緣層更深的部 刀直々,L笔或疋射頻偏壓可以用來偏壓基材。另一製程就將第 一濃度(如相對低濃度)的氮藉由電漿氮化導入介電層中。 • 接著如圖9所示，可以形成遮罩930(例如：光阻遮罩)以覆 蓋在結構所選定的區域上。遮罩93〇可以覆蓋不需要額外氮劑 量的區域，例如厚區(例如厚度大於5〇埃)或是對應MpFETs 83〇 的區域。介電層對應於nFETs 820(圖8)的區域也沒有被遮住， 因為這些區域將接受額外的氮化。厚區域81〇(圖8)可以不被遮 住’因為氮化的效果對這些區域無效。而遮罩可以藉由一般習 知的技術達成。 在遮罩之後，就進行第二次電漿氮化的步驟。圖8中未遮 住的介電層區域810和820暴露於含有氮的電漿，以形成圖9中 的薄膜910和920。電漿氣體的成分舉例來說，可以是在2〇至 80mTorr壓力下的75%的氦氣以及25%的氮。電漿中的氮濃度 大致是10%至25%，再以氦氣均衡之，除了氦氣，也可以使用 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -14- 200536055 氖氣或是氬氣。氮的來源被導入電漿中以形成含氮電漿。氮的 來源可以是N2、NH3、NO、N20或是其混合物。 電漿可以在10至50W下施加1〇至60秒。基材可以是沒有偏 壓的，也就是離子化的物質被電漿電壓加速，接著被植入絕緣 表面。另外，也可以對基材施加偏壓以進一步加速電漿中的離 • 子，以將離子植入絕緣層更深的部分。直流電或是射頻偏壓可 以用來偏壓基材。這樣的步驟就將第二濃度(也就是相對低、 中等或是局濃度)的氮藉由電漿氮化導入需要且/或可以承受 面〉辰度氮的區域。 在第二次電漿氮化的步驟之後，遮罩930可以如圖1〇所示 從結構上移除。遮罩的移除可以一般的濕式剝離(例如：丙嗣 • 或是硫酸為主的製程)或是乾式剝離(例如：反應電漿，臭氧或 是紫外線/臭氧為主的製程)來達成。如此介電層就包含經過第 一次和第二次電漿氮化的區域910和920,也就具有相對高濃度 的氮。介電層也包含經過第一次電聚氮化，卻在第二次電聚氣 化中被遮住的區域830。 -15- 4IBM/04159TW ； BUR9-2〇〇3-〇110(JHW) 200536055 根據本發明的—個貫施例的另—種氮化製程中，氮被選擇 性地植入FETs的η型摻雜井和/或p型摻雜井，以在摻雜井和閘 極”電層之間提供富含氮的介面。現在請參照圖^，用來說明 的基材110包含溝渠絕緣1120以分離η型摻雜井114〇以及ρ型摻 雜井1150，這些結構均可以習知的技術形成。選擇性的si〇2 犧牲層1110的厚度大約是介於5〇_25〇埃，並以習知的技術形 φ 成。在不偏離本發明的範圍下，可以省略Si02犧牲層111〇。接 著’第一光阻遮罩1130可以習知的技術形成以覆蓋元件的選定 區域。未遮住的區域可以植入的方式導入氮。 在植入之後，第一遮罩被移除，而第二遮罩可以習知的技 術k擇性地形成以覆盖元件的其他區域。舉例來說，對應於有 薄閘極介電層的nFETs的區域可以接受第一次氮植入。對應於 φ 有薄閘極介電層的PFETs的區域可以接受第二次氮植入。對應 於有厚閘極介電層的元件的區域可以接受另一次氮植入。 請再一次參照圖11，遮罩1130可以遮住結構上將成為 pFET區域1150的區域，並且露出將成為nFE丁區域114〇的區 域。氮可以透過犧牲氧化層1110植入下方未遮住的沾^丁區域 的摻雜井1140。犧牲氧化層1110減緩植入，使得大部分的氮原 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -16- 200536055 子在摻雜井表面1140形成富含&的區域。遮罩113〇避免區域 1150被氮植入，_區域114〇被植入氮。高劑量的植入氮可能 在摻雜井中產生大約8xl014至lxl〇22原子/平方公分。在植入^ 後，遮罩1130被以習知的技術剝離。 氮也可以選擇性地植入n型摻雜井(例如：摻雜井115〇)以 • 形成pFET區域。請參照圖12，形成遮罩丨23〇以遮住結構中會 形成nFET區域114G的區域，並且露出結構中將成為卿丁區域 1150的部分。另外，當nFETsf要高濃度的氮，可以省略遮罩 123〇。氮可以透過犧牲氧化層i i 10植人下方未遮住的區域。犧 牲氧化層1110減緩植入’使得大部分的氮原子在換雜井表面 1150形成富含氮的區域。對pFET_言，侧量的植入氮可能 在摻雜井中產生大約IxlO13至1X1015原子/平方公分。在植入之 修 後，遮罩1230以習知的技術被剝離。可以選擇性地進行快速加 熱退火(例如：維持30秒在1050。〇以擴散植入的氮。 在所有的區域都被選雜的植入氮之後，若還有麵的犧 牲氧化層1110就可以習知的技術移除，例如使用氣驗侧。 在移除犧牲氧化層之後’可以習知技術形成足以作為元件的閑 極氧化層1310，如圖13所示。閘極氧化層131〇接著將變成富含 4IBM/04159TW；BUR9-2003.0110(Jhw) -17· 200536055 氮’特別是在閘極與摻雜井的介面。閘極氧化層1310可以經過 額外的選擇性氮化製程，也就是利用前述的氮化技術，以進一 步地選擇性使閘極氧化層富含氮。 在根據本發明的另一個實施例中，氮可以在多晶矽毯覆沉 積後，選擇性地植入閘極多晶矽中。請參照圖14，顯示毯覆沉 積多晶石夕層141〇，以及閘極介電層1420以及基材11〇，這些結 構均以習知的技術形成。植入的氮將向下遷移至閘極介電層 1420 ’特別是靠近閘極與多晶矽的介面。 第一層光阻遮罩1430可以習知技術形成以覆蓋多晶矽層 的部分。未遮住的部分將以植入的方式導入氮。在植入之後， 可以移除第一層遮罩，並且以習知技術選擇性地形成第二層遮 罩，以覆蓋元件其他的區域。舉例來說，對應於有薄閘極介電 層的nFETs的區域可以接受第一次氮植入(例如高劑量氮）。對 應於有相齡電層&pFETs的區域可以錢帛二次氮植入 (例如低劑1的氮）。對應於有厚閘極介電層的元件的區域可以 接受另一次氮植入。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -18- 200536055 在氮化之後，可以形成不同的元件。習知的技術可以用來 分別在P摻雜井和η摻雜井上形成nFET及pFET。舉例來說，若 還未形成，可以毯覆沉積多晶矽層（約1(K)〇_35〇〇埃厚），以覆蓋 閘極氧化層並圖案化成閘極電極。Ν型源極\汲極區域以及ρ型 源極\汲極區域可以一般的方式接著形成，例如使用離子植 入側壁間隙壁也可以習知技術形成。在主動元件形成後，他 們可以習知的内連線技術耦合在一起，以形成CMOS積體電 路。因為幵>成以及内連線主動CMOS元件的技術以為習知技 術，詳細的内容就不進一步討論。 在閘極介電層中整體的氮成分以及分布，可藉由選擇前述 的氮化‘私以及調整氮化製程的條件來控制。舉例來說，使用 較低功率的設定以及較長的製程時間，可以提供較高的氮濃度 以及/或所需較陡的梯度。 亂化可以不同的氮化製程來達成，包含··快速加熱氮化 (RTN)、遠距電漿氮化(RPN)、解耦式電漿氮化(DPN)、摻雜井 植入或是多晶矽植入、包含再氧化製程的氮化製程，例如前述 的火‘私，可以將對閘極可靠度的影響減至最少。電衆 -19- 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) 200536055 製程可以使用刻化學以剝離遮罩，但會傷害到間極。沒有 接下來的再氧化步驟，受損的間極會維持受損的情況。 根據本發明的-個實施例的優點是薄氧化層中的漏電流 會因富含氮的難介電層而降低，例如麵或更少。此外，換 雜物從多祕_雜向_輪層的擴散也會降低。而且， 根據本發明的以富含氮的閘極介電層所形成的财的通道的 遷移率以及互‘性(transconductance)也被改善。再者，氮可以 k擇I·生地k ’因此在最需要高濃度的區域提供高濃度的氣， 亚在可能需要低濃度科是高濃度的氮_域提供低濃度的 氮。 不同的積體f路包含了高電壓以及低電壓絲元件。高電 壓兀件一般較低電壓元件需要較厚的閘極介電層，以避免崩 /貝。而根據本發明的精神所提出的方法以及元件可以優異地選 擇性地導入氮以適合不同的閘極介電層厚度，以及不同的電壓 元件。 綜上所述’雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並 非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0U0(JHW) -20- 200536055
神和範圍内，當々〜 圍當視後附之請 【圖式簡單說明】 -個實施儀結構，其巾的介電層包 圖1係根據本發明之_, 含對應於不同元件的區域。 • ®2係部分的介電層從對應於特定元件的區域被移除的結 圖3係根據本發明之一個實施例的原理而將氮導入介電層 的結構。 圖4係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有被遮住且富含氮之介電層，而氮化層被部分遮住。 圖5係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有未被遮住的部分氮化層被移除後的結構。 圖6係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構被 導入氮。 圖7係揭示一結構，根據本發明之一個實施例的原理形成 一氧化層於此結構上。 圖8係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有均勻地富含氮的介電層。 4BBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -21- 200536055 圖9係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有富含氮的介電層，此介電層具有未被遮住且第一濃度氮的部 分，及被遮住且具有第二濃度氮的部分。 又a ° 圖10係根據本發明之一個實施例的原理的結構，結構具有
富含氮的介電層，此介電層具有第一濃度氮的部分及第二濃度 氮的部分。 X • 圖11係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有溝渠絕緣、井、犧牲氧化層以及在第-區域上的遮罩。 圖12係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有溝渠絕緣、井、犧牲氧化層以及在第二區域上的遮罩。 圖13係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 有溝渠絕緣、氮摻雜井以及介電層。 圖I4係根據本發明之一個實施例的原理的結構，此結構具 # 有介電層、多晶矽層以及在第一區域上的遮罩。 【主要元件符號說明】 no 基板 12〇 閘極介電層 310 氮氧化層 320 ’ 330 區域 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -22- 200536055
410 光阻遮罩 610 氮化矽(Si3N4)薄膜 710 ， 720 氮氧化層 810 厚區域 820 ， 830 薄區域 850 介電層 930 遮罩 1110 Si02 層 1120 溝渠絕緣 1130 光阻遮罩 1140 η型摻雜井 1150 Ρ型摻雜井 1230 遮罩 1310 閘極氧化層 1410 多晶矽層 1420 閘極介電層 1430 光阻遮罩 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -23-

Claims (1)

  1. 200536055 十、申請專利範圍： 1· 一種製造一半導體結構的方法，包含下列步驟： 形成一第一主動元件(active device)之一第一特徵 (feature)及一第二主動元件之一第二特徵； 導入一氮之第一數量進入該第一主動元件的該第一 特徵；以及 • 導入一氮之第二數量進入該第二主動元件的該第二 特徵，該氮之弟二數量於不同該氮之第一數量。 2.如請求項1所述製造一半導體結構的方法，其中： 該半導體結構包含-基材及一介電層，該基材具有一 上表面，該介電層位於該基材上； 該第一特徵係該介電層的一第一部份，以及 籲 $亥弟一特徵係该介電層的一第二部分。 3·如請求項2所述製造—半導體結構的方法，其中： 導入-氮之第二數量進入該第二主動元件的該第二 特徵的步驟包含： 私除對應於该第二主動元件的部分該介電層，以露出 該基材的一部分該上表面； 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -24- 200536055 形成-氮化層於該基材的該上表面的該露出部 以及 軋化該氮化層’以形成該介電層的一氮氧化部分 ，魏氧化部分財—數量喊，該數 里小於‘入至該介的該第一部份的該氮之第—數量。
    4.如請求項1騎製造—轉體結構的方法，其中： 0亥基材具有一第一井及一 該半導體結構包含一基材 第二井： 該弟一特徵係該第一井：以及 该弟一特徵係該第二井。 ;·如請求項4所述製造-半導體結構的方法，其中·· 該導入-氮之第—數量進人該第—主動元件的該第 一特徵的步驟包含植入-氮之第-數量進入該第—井； 以及 二特徵的步驟包含植入一 該導入ϋ二數量進人該第二主動树的該第 氮之第二數量進入該第二井 6.如請求項5舰製造-半導體結構的方法進—步包含形成 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -25- 200536055 ^電層於該基材表面轉近該第—井無第二井、對應 "亥第井之雜電層的—第—部份，以及對應該第二井之 该介電層的一第二部分； 曰其中該植人的氮之第-數量大於該植人的氮之第二 數里，-部分該氮之第—數量擴散至該介電層的該第一部 份’以及-部分該氮之第二數量擴散至該介電層的該第二 部份。 7·如請求項1所述製造_半導體結構的方法，其中： 該半導體結構包含-基材、-第-閘極、-第-閘極 介電層、-第二閘極以及一第二閘極介電層，其中該第一 閘極介電層設置於該第—閘極與該基材之間，該第二閘極 Μ電層设置於該第二閘極與該基材之間； • 該第一特徵係該第一閘極；以及 該第二特徵係該第二閘極。 8.如請求項7所述製造一半導體結構的方法，其中： 導入一氮之第一數量進入該第一主動元件的該第一 特徵的該步驟包含植入一氮之第一數量進入該第一閘 極；以及 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -26- 200536055 導入一氮之第二數量進入該第二主動元件的該第二 特徵的該步驟包含植入一氮之第二數量進入該第二閘極； 其中該植入的氮之第一數量大於該植入的氮之第二 數量，一部分該氮之第一數量從該第一閘極擴散至該第一 介電層，以及一部分該氮之第二數量從該第二閘極擴散至 該弟^_介電層。 9· 一種製造一半導體結構的方法，包含： 形成一介電層於一半導體基材上，該介電層包含對應 一第一介電閘極的一第一部份，以及對應一第二介電閘極 的一第二部分； 導入一第一濃度的氮進入該介電層的該第一部份； 以及 導入一第一濃度的氮進入該介電層的該第二部分，該 第一濃度的氮不同於該第二濃度的氮。 10·如請求項第9項所述製造一半導體結構的方法，其中： 該介電層的該第一部份具有一第一厚度，該第一厚度 敏感於可觀(appreciable)的摻雜物擴散以及漏電流 ;以及 该介電層的該第二部份具有一第二厚度，該第二厚度 4IBM/04159TW ; BUR9-2003-0110(JHW) -27- 200536055 敏感於可觀的摻雜物擴散以及漏電流。 11.如請求項第9項所述製造—轉體結構的方法，其中該第 二濃度的氮少於該第一濃度的氮。 如請求項第9項所述製造—半導體結構的方法，其中.
    導入-氮之第-數量進入該介電層的該第;;部份 該步驟包含下列步驟之一：快速加熱氮化、料氮化、 距電疲氮化、解㉝式賴纽、井植人或衫晶雜入 以及 導入-氮之第二數量進人該介電層的該第二部份的 步驟包含下列步驟之一：快速加熱氮化、爐管氮化、遠距 電漿氮化、_式魏氮化、井植人或是多晶雜入。
    .如請求項第9項所述製造—半導體結構的方法，其中： 及第/辰度的氮足以避免可觀的閘極漏電以及換雜 物滲透至該第-介電閉極’而且不會在該介電層的該第一 部份產生可觀的臨界電壓偏移；以及 該第二濃度足以避免可觀的閘極漏電以及摻雜物滲 透至該第二介電閘極，而且不會在該介電層的該第二部份 4EBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -28- 200536055 產生可觀的臨界電壓偏移。 14· 一種半導體結構，包含： 一半導體基材； 一第一主動元件，形成於該基材上，該第一主動元件 具有一第一介電閘極，該第一介電閘極具有一第一濃度的 氮；以及 一第二主動元件，形成於該基材上，該第二主動元件 具有一第二介電閘極，該第二介電閘極具有一第二濃度的 氮，該第二濃度的氮不同於該第一濃度的氮。 15·如請求項第14項所述的半導體結構，其中： η玄第一介電閘極包令第一厚度，敏感於可觀的換雜 物擴散以及漏電流；以及 該第二介電閘極包含一第二厚度，敏感於可觀的摻雜 物擴散以及漏電流。 16·如請求項第15項所述的半導體結構，其中該第二濃度的氮 小於該第一濃度的氮。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -29- 200536055 17·如請求項第16項所述的半導體結構，其中該第二主動元件 係一ρ型通道場效電晶體，該第一主動元件係一11型通道場 效電晶體。 18·如請求項第14項所述的半導體結構，其中： 該第一介電閘極具有一第一厚度，敏感於可觀的摻雜 物擴散以及漏電流；以及 該第二介電閘極包含一第二厚度，不敏感於可觀的摻 雜物擴散以及漏電流。 19·如請求項第18項所述的半導體結構，其中該第二濃度的氮 小於該第一濃度的氮。 20·如請求項第15項所述的半導體結構，其中： 該第一厚度及該第二厚度係大致小於5〇埃。 21·如請求項第18項所述的半導體結構，其中： 該第一厚度係大致小於50埃；以及 該第二厚度係大致等於或大於埃。 4IBM/04159TW ; BUR9.2_u〇(jhw) -30- 200536055 22·如請求項第14項所述的半導體結構，其中該第一濃度的氮 及該第二濃度的氮係選擇性地由一或多步驟導入，該步驟 包含下列之一 ··快速加熱氮化、爐管氮化、遠距電漿氮化、 解耦式電漿氮化、井植入、或是多晶矽植入 23.如請求項第Μ項所述的半導體結構，其中該第一航的氮 大致係8χ1014至lxlO22原子/平方公分。 24·如請求項第14項所述的半導體結構，其中： 該第㊉度的足⑽免可觀的雜漏電以及摻雜 物渗透至該第-介電閑極，而且不會在該第一介電層產生 可觀的臨界電壓偏移。 25·如請求項第24項所述的半導， 千¥體結構，其中該第二濃度的氮 大致係8xl〇14至lxl〇22原子/平方公分。 26.如凊求項第14項所述的半導 口、、 構’其巾娜二濃度的氮 足以避免可觀的閘極漏電 ⑴ ％ ^摻_滲透錢第二介電 閘極，而且不會在該第二介 ^ $續產生可觀的臨界電壓偏 移。 4IBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) *· 31 - 200536055 27· —種製造一半導體結構的方法，包含下列步驟·· 形成一第一含氮層於一基材表面，該第一含氮層具有 一第一濃度的氮； 形成一第二含氮層於該基材表面，該第二含氮層具有 一第二濃度的氮，該氮的第二濃度小於該氮的第一濃度； 以及 氧化該弟及該弟一含氮層以形成一介電層，該介電 層具有對應於該第一含氮層的一第一部份及對應於該第 二含氮層的一第二部份，該第一部份具有一第一厚度，該 第二部份具有-第二厚度，該第二厚度係大於該第一厚 度。 28·如請求項訪項所述製造—半導體結翻方法，其中該第 二厚度係大致小於5〇埃。 29·如睛求項第27項所述製造一半導體結構的方法，其中該介 電層的該第-部份對應於—η型通道場效電晶體 ’以及該 介電層的该第二部份對應於一 ρ型通道場效電晶體。 3〇.如請求項第27項所述製造一半導體結構的方法，其中該介 電層由一氮氧介電材料所組成。 4EBM/04159TW ； BUR9-2003-0110(JHW) -32-
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