用于控制晶体管中的掺杂剂分布的穿通栅极共植入物种

摘要

在所描述的实例中，集成电路(IC)包含形成于半导体衬底(106)中的金属氧化物半导体(MOS)晶体管(100)。晶体管(100)包含形成于所述衬底(106)的表面之上的栅极结构(104)及具有第一导电性类型的形成于所述栅极结构(104)的两个侧上的所述衬底中的源极及漏极区。具有第二相反导电性类型的阱区(112)在所述栅极结构(104)之下的所述源极与漏极区之间。所述阱区(112)包含阱掺杂剂及穿通栅极共植入物种。所述阱掺杂剂及所述共植入物种具有从衬底(106)的所述表面延伸到所述阱区(112)中的逆向分布。

说明书

技术领域

本描述涉及晶体管及制作具有穿通栅极(through-gate)共植入物种植入以控制掺杂剂分布的晶体管及方法。

背景技术

在裸片上制造装置期间，在装置参数之间可局部及全局地发生失配。举例来说，在阈值电压、最大跨导及漏极电流的可变性中可发生晶体管失配。作为一个实例，掺杂分布的可变性可影响晶体管失配。改进失配的常见方法是增加裸片上的晶体管装置的面积(例如宽度及/或长度)。然而，此方法导致更大的装置且减小裸片上的装置密度。因此，需要一种改进失配的方法，所述方法还允许更小的装置且增加集成电路的装置密度。

发明内容

在所描述的实例中，一种集成电路(IC)包含形成于半导体衬底中的金属氧化物半导体(MOS)晶体管。所述晶体管包含形成于所述衬底的表面之上的栅极结构及具有第一导电性类型的形成于所述栅极结构的两个侧上的所述衬底中的源极及漏极区。具有第二相反导电性类型的阱区在所述栅极结构之下的所述源极与漏极区之间。所述阱区包含阱掺杂剂及穿通栅极共植入物种。所述阱掺杂剂及所述共植入物种具有从所述衬底的所述表面延伸到所述阱区中的逆向分布。

所描述的另一实例涉及一种形成集成电路的方法。所述方法包含在衬底的表面上形成栅极结构及在所述栅极结构的任一侧上的所述衬底中形成源极/漏极区。掺杂剂进入到所述衬底中以建立沟道区。通过所述栅极结构将共植入物种植入到所述衬底中。所述方法还包含在植入所述掺杂剂及所述共植入物种两者之后退火以在所述栅极结构下方的所述衬底中提供所述掺杂剂的逆向分布。

在所描述的另一实例中，一种集成电路(IC)包含形成于半导体衬底中或之上的第一及第二晶体管。所述第一晶体管包含第一源极区及第一漏极区，两者都具有第一导电性类型、形成于所述衬底中。所述第一晶体管还包含第一栅极结构，其形成于所述第一源极区与所述第一漏极区之间的所述衬底的表面之上，所述第一栅极结构具有在第一方向上横向定向在所述衬底之上的长轴。所述第一晶体管还包含第一阱区，其具有第二相反导电性类型、在所述第一栅极结构之下且在所述第一源极区与所述第一漏极区之间。所述第一阱区包含阱掺杂剂及第一共植入物种，所述阱掺杂剂及所述第一共植入物种具有从所述衬底的所述表面延伸到所述第一阱区中的逆向分布。所述第二晶体管包含第二源极区及第二漏极区，两者都具有所述第一导电性类型、形成于所述衬底中。所述第二晶体管还包含第二栅极结构，其形成于所述第二源极区与所述第二漏极区之间的所述衬底的所述表面之上。所述第二栅极结构具有在大致正交于所述第一方向的第二方向上横向定向在所述衬底之上的长轴。所述第二晶体管还包含第二阱区，其在所述第二栅极结构之下且在所述第二源极区与所述第二漏极区之间。所述第二阱区包含所述阱掺杂剂及第二共植入物种，所述阱掺杂剂及所述第二共植入物种具有从所述衬底的所述表面延伸到所述第一阱区中的逆向分布。

附图说明

图1是实例晶体管的横截面图。

图2是描绘图1的晶体管中的掺杂剂分布的曲线图。

图3是描绘制作晶体管的实例方法的流程图。

图4到9是描绘在根据图3的方法的各个制造阶段处的晶体管的实例的横截面图。

图10是实例非核心晶体管的顶视图。

图11是沿着线11-11截取的图10的晶体管的横截面图，其展示穿通栅极物种植入的实例。

图12是实例核心晶体管的顶视图。

图13是沿着线13-13截取的图12的晶体管的横截面图，其展示晕圈(halo)植入及穿通栅极物种植入的实例。

图14是晶体管的另一实例的横截面图，其展示扩散控制物种的穿通栅极植入。

图15是晶体管的又一实例的横截面图，其展示扩散控制物种的穿通栅极植入。

图16是描绘根据不同方法制造的晶体管的失配对阈值电压的曲线图。

图17是描绘根据不同方法制造的不同尺寸的非核心晶体管的失配对面积

图18是描绘根据不同方法制造的晶体管的体效应对阈值电压的曲线图。

图19是描绘根据不同方法制造的不同尺寸的核心晶体管的失配对面积

具体实施方式

实例实施例涉及晶体管及包含展现经改进失配的晶体管的集成电路。举例来说，一或多个金属氧化物半导体(MOS)晶体管在定位于漏极与源极区之间的栅极结构下方的衬底的沟道区中包含掺杂剂及穿通栅极共植入物种。掺杂剂物种可包含阱掺杂剂及沟道掺杂剂。共植入物种用充足的能量植入以穿过栅极结构(例如多晶硅及栅极电介质层)且进入衬底中。在制造期间，共植入物种控制(例如延缓)掺杂剂物种的扩散以响应于退火而建立逆向掺杂剂分布。在实例中，逆向分布提供一掺杂剂浓度，其从衬底表面到与衬底表面间隔开的具有峰值浓度的位置增加，及接着，更远离衬底表面从具有峰值浓度的位置减小。相较于现存方法，掺杂剂浓度的逆向分布可提供晶体管参数的经改进(例如经减小)失配。失配的改进可为局部的(例如，跨给定裸片或裸片的区)及/或全局地扩大到跨批次。

在一些实例中，晶体管可包含形成于栅极结构的两个侧上的源极/漏极扩展区。晶体管还可包含形成于栅极结构的两个侧上的晕圈区。本文中公开的方法可用于制造N型MOS晶体管以及P型MOS晶体管，包含核心晶体管(例如数字逻辑门中的晶体管)及非核心MOS晶体管(例如模拟友好型或I/O晶体管)。

举例来说，“核心”晶体管通常用于IC上的逻辑门(布尔逻辑门(即AND、OR、NOT、XOR、XNOR)且通常包括更小几何装置，例如更短的门长度，用于更快操作。核心晶体管还可包含更薄栅极电介质(在等效氧化物厚度或EOT方面)，以在相对低电力供应电压下操作。例如I/O晶体管的“非核心”晶体管可经设计以与外部装置交互且通常包括更大几何(例如门长度)装置，所述装置包含更厚栅极电介质以在相较于IC上的核心晶体管更高的电压下进行操作。举例来说，I/O及模拟友好型晶体管可维持更高电压(例如1.2到10伏特)，例如1.8伏特、2.5伏特或3.3伏特，且具有约0.2到1.0伏特的阈值电压，而核心晶体管可维持高达仅1.7伏特且其阈值电压可为约0.1到0.5伏特。因为模拟友好型晶体管可具有比核心晶体管更长的门长度及更长的沟道，因此在没有本文中描述的穿通栅极扩散控制植入的情况下，NMOS装置中可发生更大硼扩散。虽然本文中公开的穿通栅极扩散控制植入关于核心及非核心晶体管来描述，但所公开的原理可适用于有益于其它晶体管技术。

图1描绘MOS晶体管100的部分的实例，其展示穿通栅极共植入物种的植入102。如本文中使用，术语“共植入物种”被定义为包含碳及/或氮及/或氟。晶体管100包含未展示的源极/漏极区。晶体管100还包含栅极结构104及经适当掺杂的阱区112，阱区112例如针对NMOS晶体管为P型且针对PMOS晶体管为N型。阱区112可包含相对均匀地散布在阱区112内的阱掺杂剂，及相对局部化到栅极结构104下方且在表面110附近的阱区112的部分的沟道掺杂剂。共植入物种以充足的能量植入以穿过栅极结构104且进入阱区112中，以影响定位于栅极结构下方且在未画出的漏极与源极区之间的沟道区的特性。植入能量级可取决于栅极结构104的厚度及使用哪些掺杂剂物种而不同，例如范围从10keV到约100keV。在实例中，穿通栅极共植入物种包含碳、氮或氟中的一者。通过实例，在其中栅极结构104(例如，包括多晶硅)具有从约70nm到约200nm的厚度且植入102的倾斜角度在约0到7度的范围内的情况下，碳的植入能量范围可在从18keV到80keV的范围，氮在从20keV到100keV的范围，且氟在从30keV到110keV的范围。在一些实例中，可使用更高倾斜角度(例如，高达约45度)，其中植入能量将对应地增加以在衬底中实现相同植入深度。共植入物种的实例植入剂量是约1E12离子/cm

在植入102之后，共植入物种在阱区112内具有随深度改变的浓度分布。共植入物种的峰值浓度可定位于衬底106的表面110附近，且剩余分布可与沟道掺杂剂的大部分(如果不是全部的话)浓度分布重叠。此使共植入能控制沟道掺杂剂在退火期间扩散，此导致沟道掺杂剂的所期望逆向分布(参阅例如图2及下文论述)。举例来说，期望穿通栅极共植入物种控制(例如延缓)沟道掺杂剂的扩散。沟道掺杂剂可通过栅极结构104植入，或替代地可在形成栅极结构104前植入到阱区112中。在其中晶体管100是N型MOS晶体管的实例中，沟道掺杂剂包含P型掺杂剂，例如硼。在其中晶体管100是P型MOS晶体管的实例中，掺杂剂包含N型掺杂剂，例如磷。

响应于退火(例如超高温退火，例如快速热退火)，共植入物种可控制掺杂剂物种的扩散以沿着由虚线108展示的正交于衬底的表面110的方向在衬底106内建立逆向分布。沟道掺杂剂还响应于退火而被激活。

图2描绘浓度(阱掺杂剂及沟道掺杂剂的浓度202及穿通栅极扩散控制物种的浓度204)随距表面的距离而变化的曲线图200。如展示，浓度202描绘相对于图1的虚线108随距表面的距离而变化的逆向掺杂剂分布。如说明，浓度202从衬底表面增加到与衬底表面间隔开的位置处的峰值浓度206，并且接着，在更远离衬底表面的距离处从峰值浓度减小。在实例中，峰值浓度206比表面处的浓度大1.5倍。在图2中展示的实例中，穿通栅极共植入物种的浓度204的峰值出现在比阱掺杂剂的浓度202更接近表面处。

本文中所描述的经制作包含沟道掺杂剂浓度的逆向分布的晶体管可展现更高体效应。此类晶体管的阈值电压可能并非主要取决于表面掺杂，而是可由沟道区中的沟道掺杂剂的浓度深度梯度主导。沟道掺杂剂浓度深度梯度又可由共植入很好地控制。期望这可以使局部阈值电压失配显著减小。另外，沟道掺杂剂的逆向分布还可降低晶体管的晶体管电流-电压(IV)曲线及相关参数的局部(跨裸片)及全局(跨晶片)两者的可变性，相关参数例如阈值电压、驱动电流及跨导(g

现在转到图3，呈现用于在半导体衬底上形成一或多个晶体管的实例方法300。虽然方法300中描述的动作以所说明的顺序呈现，但本公开考虑以与半导体装置制造约束一致的不同顺序实施所描述的动作。图4到9是描绘在根据方法300的各个制造阶段处的晶体管400的实例的横截面图。方法300可用于制造本文中描述的任何晶体管装置(例如晶体管100、400、1000、1200、1400或1500)。

方法300在301处开始，其中形成隔离结构。作为实例，隔离结构是形成于衬底内的浅沟槽隔离(STI)结构。在其它实例中，其它类型的隔离技术可用于提供隔离，例如场氧化区，例如硅局部氧化(LOCOS)区或经植入隔离区。隔离结构可横向界定其内形成晶体管400的有源区。

在302，将阱及沟道掺杂剂植入到有源区内的衬底中。阱掺杂剂设置有源区的默认掺杂类型及掺杂级，例如针对NMOS装置是P型或针对PMOS装置是N型。沟道掺杂剂经植入以设置衬底之上的阈值电压操作及确定操作期间沟道的深度。如针对阱掺杂剂描述，根据正在制造NMOS还是PMOS晶体管，沟道掺杂剂可包含P型掺杂剂(例如硼、铟或其它掺杂剂物种)或N型掺杂剂(例如磷、锑或砷)中的一或多者。

在实例中，在302处植入硼以形成阱区，且植入铟作为沟道掺杂剂。铟可以约1E12离子/cm

在303，在衬底的表面之上形成栅极结构。举例来说，如图4中展示，栅极电介质层402经形成于衬底406的表面404之上。栅极电介质层402的(若干)层可包含例如高k电介质材料。如本文中使用，“高k”电介质具有大于7.8的相对介电常数或k值，其至少是常规二氧化硅的k值的约两倍。栅极电极层408例如通过沉积多晶硅、SiGe或金属形成于栅极电介质层402之上。在一些实例中，例如在核心及非核心晶体管形成于相同衬底上的情况中，栅极电介质层402可形成于衬底表面404上作为一或多个不同层，其跨衬底406在厚度及/或组合物上有所不同以实施具有不同供应电压公差的装置(例如核心晶体管及非核心晶体管)。衬底406通常可包含任何类型的半导体主体(例如硅、SiGe、SOI等)，例如半导体晶片、或晶片上的一或多个裸片以及任何其它类型的半导体及/或其上生长及/或以其它方式沉积于半导体上的外延层。

栅极电极层408及栅极电介质层402经图案化及蚀刻以形成栅极结构500，例如图5中展示。栅极结构500包含栅极电介质502及栅极电极508。栅极电极层408及栅极电介质层402的图案化(如同本文中公开的所有遮蔽及/或图案化)可以任何合适方式执行，例如通过光刻技术，例如，其中光刻泛指用于在各种介质之间转印一或多个图案的工艺。在光刻中，例如，光敏抗蚀剂涂层形成于图案将被转印到其的一或多个层上。接着，抗蚀剂涂层通过将其暴露到(选择性地)穿过含有图案的中介光刻掩模的一或多种类型的辐射或光来图案化。取决于所使用的抗蚀剂的类型，光致使抗蚀剂涂层的经暴露或未暴露部分变成或多或少可溶。接着，使用显影剂移除更多可溶区域，从而留下经图案化的抗蚀剂。接着，经图案化的抗蚀剂可用作用于可被选择性地处置(例如蚀刻)的一或若干下部层的掩模。在一些实例中，金属材料可用于形成栅极电极508。

在304，方法包含邻近栅极结构500形成源极/漏极扩展区602、604。举例来说，如图6中展示，源极/漏极扩展区602、604通过实施轻掺杂的漏极(LDD)植入600来形成。针对制作NMOS晶体管的实例，LDD植入600可实施包含砷、磷及锑中的一或多者的N型掺杂剂。针对PMOS晶体管，LDD植入可为包含硼、铝及铟中的一或多者的P型掺杂剂。在植入期间，栅极结构操作为掩模以阻挡经植入掺杂剂，使得源极/漏极扩展区形成于栅极结构500的任一侧上的衬底406中。

在306，通过栅极结构将穿通栅极共植入物种植入到衬底中。在一个实例中，此植入与在304处形成源极/漏极扩展部602、604一起执行(例如，在相同遮蔽级下)，尤其是使用相同植入掩模以便选择性地影响相应地共享漏极扩展植入的核心及模拟友好型晶体管。在另一实例中，306处的植入与在304处形成源极/漏极扩展部及在310处形成晕圈植入两者一起执行(在相同遮蔽级下)，以便选择性地影响那些组件。

作为另一实例，还如图6中展示，穿通栅极共植入物种610用充足的能量植入以穿过栅极结构以形成由峰值浓度分布612定性描述的分布。植入能量可根据栅极结构500的厚度来设置，例如范围从10keV到约80keV。作为实例，针对具有150nm厚度的栅极结构，共植入物种610可用范围从约30keV到约60keV的能量植入。共植入还可通过LDD源极/漏极扩展区602、604植入更深到衬底406中。因此共植入物种610的峰值浓度在栅极结构500下面较浅且在LDD源极/漏极扩展区602、604之下较深。共植入物种是掺杂剂控制物种，其可包含碳、氮或氟中的一或多者，用于控制植入(在302及/或308处)于衬底406内的阱区中且修改装置的沟道区的沟道掺杂剂的扩散。不同于电活性掺杂剂，期望共植入物种对沟道区的导电性具有很少或可以忽略的影响，例如解离的掺杂剂会有这样的影响。

如图308处展示，将沟道掺杂剂物种植入到衬底中。举例来说，图7描绘植入沟道掺杂剂700以在栅极结构500下方的衬底406中形成峰值浓度分布702。如同针对峰值浓度分布612，峰值浓度分布702定性描述沟道掺杂剂的最大浓度的深度，例如在栅极结构500之下较浅且在LDD源极/漏极扩展区602、604之下较深。沟道掺杂剂700根据所制造的MOS晶体管的类型来选择。针对制作NMOS晶体管的实例，沟道掺杂剂700可为包含硼、铝及铟中的一或多者的P型掺杂剂。通过实例，栅极电极508(图5)(例如多晶硅)可具有范围在约70nm与约200nm之间的厚度，且倾斜角度在约0到7度的范围内。作为另一实例，针对约1E12离子/cm

在一些实例中，在308，在与用于306处植入穿通栅极扩散控制物种相同的遮蔽步骤中(例如，使用相同经图案化的光致抗蚀剂层)植入沟道掺杂剂700。在一个实例中，源极/漏极区902/904(312及图9)在植入共植入物种610(在306)之前形成。在另一实例中，晕圈区802/804在植入共植入物种610之后形成，例如图7中展示。因此，取决于对正在形成的晶体管的其它组件的所期望影响，穿通栅极扩散控制植入(在610处展示)可在过程流300中的任何地方使用或不使用掩模执行。在又一实例中，可省略308处的第二沟道植入。

在310，在衬底中形成晕圈区。举例来说，如图8中展示，例如可利用一或多个植入800以选择性地将掺杂剂定位于衬底406内以形成晕圈区802、804。类似于源极/漏极扩展区602、604，晕圈区802、804可通过植入根据MOS晶体管的类型选择的至少一种掺杂剂来形成。针对制作NMOS晶体管的实例，晕圈植入可为包含硼、铝及铟中的一或多者的P型掺杂剂。针对PMOS晶体管，植入可为包含磷、砷及锑中的一或多者的N型掺杂剂。举例来说，针对NMOS晶体管，可以5E12到5E13 cm

在一个实例中，方法300包含使用相同遮蔽级为源极/漏极扩展部602/604(在304)、穿通栅极共植入物种(在306)、沟道掺杂剂(在308)及晕圈区(在310)植入掺杂剂。在与此描述一致的其它实例中，单独遮蔽级可用于植入非核心及核心晶体管两者的漏极扩展部、穿通栅极扩散控制植入及/或晕圈。

在312，方法包含在衬底406中形成源极/漏极区902、904。举例来说，如图9中展示，源极/漏极掺杂剂900沿着栅极结构500的侧植入以形成源极/漏极区902、904。源极/漏极区902、904通过将掺杂剂引导到衬底406内的选择位置中而形成于栅极结构500的任一侧上。在一些实例中，栅极结构500可包含侧壁间隔件906及908(例如电介质材料，例如氧化物或氮化物)以将源极/漏极掺杂剂与栅极结构500间隔开。以此方式，源极/漏极区902、904邻近源极/漏极扩展区602、604且在横向上比源极/漏极扩展区602、604更远地与栅极结构500间隔开。针对制作NMOS晶体管的实例，源极/漏极区902、904可为包含磷、砷及锑中的一或多者的N型掺杂剂。针对PMOS晶体管，源极/漏极区902、904可为包含硼、铝及铟中的一或多者的P型掺杂剂。穿通栅极共植入物种610的峰值浓度分布612在栅极结构500正下方与衬底表面404间隔开第一距离，且在源极/漏极区902、904正下方与衬底表面404间隔开第二更大距离。

在沟道掺杂剂及穿通栅极共植入物种已植入于栅极结构500下方的衬底406中之后，在314，方法300包含退火以在栅极结构500下方的衬底406中建立沟道掺杂剂的逆向分布。退火还将衬底内的沟道掺杂剂活化。如本文中描述，在栅极结构500下方的阱区中存在穿通栅极共植入物种610在退火(在314)期间控制掺杂剂的迁移，以实现掺杂剂浓度的所期望逆向分布。栅极结构下方的逆向掺杂剂分布使得能够减小阈值电压失配。通过减小跨装置的阈值电压失配，跨裸片的晶体管的尺寸可减小，此使装置密度相较于许多现存方法来说对应增加。

在实例中，314处的退火可包含超高温(UHT)退火，其操作以控制条件来提供在约1000℃与1400℃之间的峰值退火温度及在峰值温度下通常小于10秒且通常小于1秒的退火时间。UHT退火可经实施为快速热退火(RTA)、闪光灯退火或激光退火。在激光退火的情况中，时间可减少到小于10毫秒，例如在约0.1毫秒与10毫秒之间。

使用针对形成晶体管400描述的原理，核心及无核心晶体管可形成于相同衬底上，其中核心晶体管的栅极结构定向在第一方向上且非核心晶体管的栅极结构定向在不同的第二方向上。核心晶体管可形成为在栅极结构之下的任选晕圈区之间具有较小空间，而非核心晶体管可在栅极结构之下的任选晕圈区之间具有较大空间。可用于形成具有不同间距的晕圈区的一种方法将是遮蔽衬底上晶体管的一个子集及以引向经暴露晶体管的栅极结构下的小的第一倾斜角度执行第一晕圈植入。期望此第一植入导致在栅极结构之下间隔开相对远的晕圈区。接着，遮蔽晶体管的第一子集，且晶体管的第二不同子集将暴露。第二晕圈植入将以更大第二倾斜角度引向晶体管的第二子集的栅极结构之下。此第二第一植入将导致相对紧密间隔开的晕圈区。因此晶体管的第一子集可为非核心晶体管且晶体管的第二子集可为核心晶体管。

在本公开的一些实例中，如在下文更详细描述，可通过将核心晶体管的栅极结构定向在与非核心晶体管的栅极结构不同的方向上(例如，旋转90°)来消除一或多个遮蔽步骤。晕圈植入的角度可设置为较大倾斜角度。其中栅极结构具有经定向法向于倾斜方向的长轴的那些晶体管接收在栅极结构之下穿透相对远的晕圈植入，从而导致紧密间隔开的晕圈区。其中栅极结构具有经定向平行于倾斜方向的长轴的那些晶体管接收在栅极结构之下穿透相对少的晕圈植入，从而导致间隔开更远的晕圈区。因此，针对核心晶体管形成紧密间隔开的晕圈区，且针对非核心晶体管形成间隔开更远的晕圈区。以下描述提供此方法的额外细节。额外细节可见于以全文引用方式并入本文中的第7,994,009号美国专利中。

图10及11描绘非核心晶体管1000，且图12及13描绘核心晶体管1200，晶体管1000、1200可根据本文中描述的方法形成于共同裸片上。在实例中，晶体管1000、1200经定向使得非核心晶体管1000(图10)的栅极结构1002的长轴垂直于核心晶体管1200(图12)的栅极结构1202的长轴定向。栅极结构1002及1204每一者可包含在例如氧化硅的栅极电介质之上的掺杂多晶硅栅极或金属栅极。在其它实例中，晶体管1000、1200可经形成具有不同的相对定向。核心与非核心晶体管之间的定向使不同植入角度及旋转次数能以不同方式影响相应核心及非核心晶体管。

图10及11因此描绘形成于衬底1004中或之上的非核心晶体管1000的相应俯视图及横截面侧视图。图10描绘由晕圈植入束向量1006L表示的第一任选晕圈植入步骤，其中用于NMOS晶体管的P型晕圈掺杂剂(针对PMOS晶体管是N型掺杂剂)在衬底1004的第一次旋转时邻近于栅极1002植入。晕圈植入束向量1006R表示第二任选晕圈植入步骤，其中晕圈掺杂剂在衬底1004的第二次旋转时邻近于栅极1002植入。通常，束方向是固定的，且处理平台相对于单个束旋转衬底1004。因此，晕圈植入束向量可统称为晕圈植入束向量1006。晕圈植入束向量1006包含平行于衬底1004的表面的分量(“水平分量”)及垂直或法向于那个表面的分量(“垂直分量”)。晕圈植入可相对于表面法线以范围在0与45度之间的晕圈植入束向量1006的倾斜角度植入，且其中晕圈植入束1006的水平分量平行于栅极1002的长轴。晕圈植入可用一次旋转或两次旋转来实施，例如束向量1006L、1006R中的一者或两者。参考图11，通过在较早制造阶段的植入步骤中将阱掺杂剂植入到衬底中来形成阱1024。还展示先前植入于阱1024中的沟道掺杂剂的峰值浓度分布1025。取决于晶体管类型，阱1024可为P型，例如，掺杂有硼，或可为N型，例如，掺杂有磷。先前植入于阱1024中的沟道掺杂剂的峰值浓度分布1025定性描述沟道掺杂剂的峰值浓度的深度。沟道掺杂剂经选择对应于晶体管类型，如先前描述。在没有隐含限制的情况下参考P型阱的实例，晶体管1000还包含在未明确展示的植入步骤中形成的N型源极/漏极区1014、1016及源极/漏极扩展部1018、1020。当没有必要进一步阐述时，源极/漏极区1014及源极/漏极扩展部1018可称为“源极区”。类似地，当没有必要进一步阐述时，源极/漏极区1016及源极/漏极扩展部1020可称为“漏极区”。任选晕圈植入由束向量1006表示，然而应认识到晕圈掺杂剂植入可用两次不同旋转在两个步骤中执行。晕圈植入如果被执行那么形成晕圈区1028及1030，使得这些区在栅极结构1002之下间隔开一距离。此外，在当前实例中，源极/漏极扩展部1018完全由晕圈区1028及源极/漏极区1014包围，且源极/漏极扩展部1020完全由晕圈区1030及源极/漏极区1016包围。图11中还描绘用于遮蔽植入将从其省略的区域的光致抗蚀剂1022。

穿通栅极共植入1008经引导到栅极结构1002及邻近栅极结构1002的开放区域。举例来说，穿通栅极共植入1008用充足的能量植入以穿透栅极结构1002进入衬底1004中，以在栅极结构1002下方的阱1024中提供扩散控制物种的峰值浓度分布1010。类似于峰值浓度分布1024，峰值浓度分布1010定性描述共植入物种的峰值浓度的深度。如先前描述，穿通栅极共植入1008包含碳及/或氮及/或氟。因为衬底1004在栅极结构1002附近没有被遮蔽，因此共植入1008还可植入到栅极结构1002的每一侧上的区域中的衬底1004中。因为共植入1008在这些区域中没有受到栅极结构1002阻碍，因此共植入物种更深地植入到源极/漏极扩展部1018、1020之下的衬底中，从而导致观察到的峰值浓度分布1025，其中峰值浓度在栅极结构1002之下更接近于表面，且在源极/漏极区1014、1016之下距表面更远。

图12及13描绘核心晶体管1200的俯视图及横截面侧视图，其展示可用于形成晶体管1200的穿通栅极植入及晕圈植入的实例。核心晶体管1200包含形成于衬底1004上的栅极结构1202，例如本文中描述。第一晕圈植入步骤1006L在第一次旋转时执行，且第二晕圈植入步骤1006R在第二次旋转时执行。

参考图13，阱1224已经在较早制造阶段形成，且峰值浓度分布1225描述先前植入于阱1224中的沟道掺杂剂。取决于用于定义晶体管极性的掺杂剂物种，阱1224可为P阱或N阱。核心晶体管1200还包含源极/漏极区1214、1216及源极/漏极扩展部1218、1220。如图13中展示，穿通栅极共植入1008用充足的能量植入到栅极结构1202中以穿透栅极结构1202且进入到阱1224中。穿通栅极共植入1008因此提供在栅极结构1202下方具有峰值浓度分布1209且延伸于源极/漏极区1214、1216下的扩散控制物种浓度。

在图13中，晕圈植入束的倾斜角度表示为α。(任选)晕圈植入1006L、1006R被展示为相对于衬底1004的表面法线具有倾斜角α以形成晕圈区1210、1212。如先前描述，在各个实例中，α的范围可从约0度(没有倾斜)到约45度，其中植入束的水平分量垂直于栅极结构1202(参阅图12)。如先前描述，晕圈植入1006L在衬底1004的第一次旋转时发生，且晕圈植入1006R在衬底1004的第二次旋转时发生，且可使用一次或两次旋转。图13还包含用于遮蔽植入将从其省略的区域的光致抗蚀剂1222的掩模。不同于晶体管1000，当倾斜角度足够高时，晕圈植入被栅极结构阻挡，使得仅晕圈区1210由晕圈植入1006L形成，且仅晕圈区1220由晕圈植入1006R形成。

在一个实例中，穿通栅极共植入1008可经执行使得非核心晶体管1000及核心晶体管1200每一者在相应栅极结构1002、1202下方接收相同浓度的共植入物种。此结果可通过以约0度的倾斜角度且用单次旋转或以范围在约0与约45度之间的倾斜角度以90°增量用四次旋转植入共植入物种来获得。因此，可跨不同晶体管装置改进阈值电压失配。

在另一实例中，穿通栅极共植入1008可经执行以在栅极结构1002及栅极结构1202下方提供不同浓度的穿通栅极共植入物种。举例来说，穿通栅极共植入物种可以范围在约5与约45度之间的倾斜角度用间隔180度的2次旋转来植入，使得核心晶体管1200在栅极结构1202下方的沟道区中接收比非核心晶体管1000在栅极结构1002下方的沟道区中接收的更大浓度的共植入物种。在又一实例中，穿通栅极共植入物种植入1008可用间隔约90度的两次旋转来实施，使得核心晶体管1200接收相较于非核心晶体管1000更少的穿通栅极共植入。

图14是部分地通过扩散控制物种的穿通栅极植入形成的晶体管1400的另一实例的横截面图。在图14的实例中，晶体管1400经形成没有晕圈区且没有源极漏极扩展部。晶体管1400包含形成于衬底1404上的在阱1424之上的栅极结构(例如，栅极氧化物之上的掺杂多晶硅栅极或金属栅极)1402。阱1424可取决于晶体管1400的极性为P阱或N阱。针对NMOS晶体管1400的实例，P型掺杂剂经植入以形成阱1424。先前植入于阱1424中的沟道掺杂剂的峰值浓度分布1414定性描述沟道掺杂剂的峰值浓度的深度。在制造期间，提供光致抗蚀剂1408以遮蔽植入将从其省略的区域。源极/漏极区1410、1412形成于栅极结构1402与光致抗蚀剂1408之间的衬底1404中。在图14的实例中，穿通栅极共植入1406(例如碳及/或氮及/或氟)用充足的能量植入以穿透栅极结构1402进入栅极下方的阱1424中。经植入穿通栅极共植入1406的特征在于峰值浓度分布1407，其定性描述共植入物种的峰值浓度的深度。共植入物种可被更深地植入到紧挨着栅极结构1402的衬底中，从而导致所说明的浓度分布1407，其中在衬底表面以下，峰值浓度在源极/漏极区1410、1412之下的深度比在栅极结构1402之下的深度更大。

图15是晶体管1500的又一实例的横截面图。在图15的实例中，形成没有晕圈区但包含LDD漏极扩展部1512、1514的晶体管1500。晶体管1500包含形成于阱1522之上的栅极结构(例如，栅极氧化物之上的掺杂多晶硅栅极或金属栅极)1502。阱1522可取决于晶体管1500的极性为P阱或N阱。还提供光致抗蚀剂1506以遮蔽植入将从其省略的区域。晶体管1500还包含分别连接到源极/漏极扩展部1512、1514的源极/漏极区1508、1510。先前植入于阱1522中的沟道掺杂剂的峰值浓度分布1520定性描述沟道掺杂剂的峰值浓度的深度。在图15的实例中，扩散控制物种(例如碳及/或氮及/或氟)的穿通栅极共植入1516用充足的能量植入以穿透栅极结构1502进入阱1522中，从而形成具有峰值浓度分布1518的浓度分布。共植入1516还可植入到衬底中的在栅极结构1502的每一侧上的区域中，从而导致所说明的分布。

图16是描绘根据不同方法制造的晶体管的失配对阈值电压的曲线图1600。曲线1602拟合到表示用于根据基线方法制造的一组NMOS晶体管的晶体管阈值电压失配随阈值电压而变化的数据。另一曲线1604拟合到表示用于根据本文中描述的方法制造的另一组NMOS晶体管的晶体管阈值电压失配随阈值电压而变化的数据。在曲线图1600中还绘制由阈值电压失配规范定义的目标值1606。根据本文中描述的方法制造的晶体管满足失配规范，而根据现存方法制造的晶体管不满足所述规范。

图17是描绘根据不同方法制造的不同尺寸的非核心NMOS晶体管的失配标准偏差对面积

图18是描绘根据不同方法制造的晶体管的体效应对阈值电压的曲线图1800。在曲线图1800中，在1802处指示，第一组晶体管在阈值电压范围内展现相对恒定的体效应，此指示此类晶体管中的大体上平坦的掺杂剂分布。相比之下，在1804处指示，用穿通栅极共植入制造的另一组晶体管展现更高体效应，此指示更突然的逆向分布，如本文中描述。

图19是描绘根据不同方法制造的不同尺寸的核心(例如短沟道)NMOS晶体管的失配标准偏差对面积

所公开的方面可用于形成半导体裸片，所述半导体裸片可集成到各种组装流中以形成各种不同装置及相关产品。半导体裸片其中可包含各种元件及/或其上可包含各种层，包含屏障层、电介质层、装置结构、有源元件及无源元件，包含源极区、漏极区、位线、栅极、源极、漏极、导电线、导电通孔等。此外，半导体裸片可由各种工艺形成，包含CMOS、BiCMOS及MEMS。

在所描述实施例中，修改是可能的，且在权利要求书的范围内，其它实施例是可能的。