[發明專利]半導體器件的制作方法

有效

• 申請號: 200710039810.8
• 申請日: 2007-04-20
• 公開（公告）號: CN101290887A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 尹德源;廖奇泊
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L21/324;H01L21/82
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體器件的制作方法，尤其涉及用氫退火工藝制作半導體器件。

背景技術

為了提高金屬配線相互的電氣連接特性以及硅襯底與金屬配線的電氣連接特性、提高器件的特性和可靠性、提高制造時的成品率而進行氫退火。在半導體器件的制造中，氫退火是非常重要的工藝，例如，在動態隨機存儲器(Dynamic?Random-Access?Memory，DRAM)中，器件層間絕緣層或柵介電層中的氧化硅與半導體襯底界面附近的硅之間存在懸空鍵，而導致層間絕緣層或柵介電層與半導體襯底之間存在界面能級，通過該界面能級使漏電流從擴散層流向半導體襯底，而使DRAM的器件特性惡化。在氫退火中，向界面提供氫，通過氫使懸空鍵終結，而能夠降低界面能級。

現有在半導體器件制作過程中進行氫退火的方法如圖1所示，在半導體襯底100上形成柵介電層103，形成柵介電層103的方法為熱氧化法，柵介電層103的材料為氧化硅；在柵介電層103上形成多晶硅層104；然后，在多晶硅層104上形成抗反射層105，在抗反射層105上形成第一光刻膠層(未圖示)，經過曝光及顯影工藝，定義后續柵極圖形；以第一光刻膠層為掩膜，沿柵極圖形依次刻蝕抗反射層105、多晶硅層104和柵介電層103至露出半導體襯底100，形成柵極106。

如圖2所示，以柵極106為掩膜，在柵極106兩側的半導體襯底100中注入離子，形成輕摻雜漏極108；接著在柵極106兩側形成間隙壁114，與柵極106構成柵極結構；繼續以柵極結構為掩膜，在半導體襯底100中注入離子，形成源極/漏極118。

如圖3所示，以化學氣相沉積法在柵極106、間隙壁114以及源極/漏極118上形成腐蝕阻擋層120；用化學氣相沉積法在腐蝕阻擋層120上沉積層間絕緣層122，用于器件間的隔離；在層間絕緣層122上形成光刻膠層(未圖示)，經過曝光顯影工藝，形成用以定義后續接觸孔的圖形；以光刻膠層為掩膜，沿接觸孔的圖形，蝕刻柵極106上的層間絕緣層122及腐蝕阻擋層120至露出抗反射層105，或蝕刻源極/漏極118處的層間絕緣層122及腐蝕阻擋層120至露出半導體襯底100，形成接觸孔121。

如圖4所示，去除光刻膠層；用高密度等離子體化學氣相沉積法在層間絕緣層122及接觸孔內表面沉積擴散阻擋層123，防止后續沉積的金屬擴散至層間絕緣層122中；用化學氣相沉積法擴散阻擋層123上形成金屬鎢層，且金屬鎢層填充滿接觸孔；用化學機械研磨法研磨擴散阻擋層123和金屬鎢層至露出層間絕緣層122，形成鎢插塞124。

然后，將半導體襯底100放入加熱爐內，通入氫氣進行退火，使柵介電層103中的氧化硅與半導體襯底100界面附近的硅的懸空鍵125終結，降低界面能級，防止后續漏電流進行半導體襯底100。

但是，近年來，隨著半導體器件的細微化、高密度化以及多層化的發展，并且隨著新的多層構造、電極材料、配線材料以及絕緣材料的采用，通過氫退火而使氫充分地擴散到所希望的界面變得困難起來。因此，必須延長退火時間或者提高退火溫度。但是，如果延長退火時間就會帶來降低生產能力的問題；而退火溫度過高時，會使金屬配線材料引起尖峰和小丘現象，導致可靠性降低的問題。為解決上述問題申請號為99125424的中國專利申請提出在不同的溫度下對帶有半導體器件的半導體襯底進行氫退火，以使氫充分地擴散至所希望的界面。

然而，需要調節不同溫度，步驟繁瑣；同時，由于氫要經過層間絕緣層和腐蝕阻擋層才能擴散至半導體襯底，擴散路徑較長，氫仍不能完全擴散至半導體襯底，柵介電層與半導體襯底之間依然存在界面能級，進而導致后續漏電流進入半導體襯底，使半導體器件可靠性降低。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件的制作方法，降低柵介電層與半導體襯底之間的界面能級，避免漏電流流向半導體襯底，并簡化步驟。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體器件的制作方法，包括下列步驟：提供包含柵極、源極和漏極的半導體襯底，其中柵極包含位于半導體襯底上的柵介電層；在半導體襯底上形成腐蝕阻擋層；對半導體襯底進行氫退火。

所述氫退火的溫度為400℃～500℃。

所述氫退火的時間為20分鐘～30分鐘。

所述腐蝕阻擋層的材料為氮氧化硅。

所述腐蝕阻擋層的厚度為300?！?00埃。