[發明專利]柵極結構及其制造方法

無效

• 申請號: 200710042148.1
• 申請日: 2007-06-18
• 公開（公告）號: CN101330006A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 張海洋;劉乒;張世謀;馬擎天
• 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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李文紅

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，特別涉及一種源漏形成前的柵極結構及其制造方法。

背景技術

圖1為現有技術中源漏形成前的柵極結構示意圖，如圖1所示，現有源漏形成前的柵極結構包含位于半導體基底10上的柵氧化層11、位于此柵氧化層上的柵極13及環繞此柵極的側墻12。此側墻用以防止更大劑量的源漏注入過于接近溝道以至可能發生的源漏穿通。為描述方便，本文件中將“源漏形成前的柵極結構”簡寫為“柵極結構”。

申請號為“200510009531.8”等中國專利申請中還提供了多種形成此種類型柵極結構的方法。

通常，制造此柵極結構的方法包括：

首先，在半導體基底上形成第一介質層；

此半導體基底為已定義器件有源區并已完成淺溝槽隔離的半導體襯底。此第一介質層為柵氧化層，所述柵氧化層材料包含二氧化硅(SiO₂)或摻雜鉿(Hf)的二氧化硅。

其次，沉積柵層，此柵層覆蓋第一介質層；

所述柵層優選地由多晶硅構成，或由多晶硅與金屬硅化物等材料組合而成。

隨后，刻蝕柵層，以形成柵極；

然后，沉積第二介質層，此第二介質層覆蓋柵極及第一介質層；

此第二介質層用以形成環繞柵極的側墻。所述第二介質層包含包含二氧化硅或二氧化硅與氮氧化硅及/或氮化硅，或二氧化硅、氮氧化硅及/或氮化硅與二氧化硅以及二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氮氧化硅與二氧化硅構成的層疊結構中的一種。

最后，刻蝕第二介質層，以形成側墻，并形成此柵極結構。

圖2為現有技術中形成硅鍺源漏時柵極表面冠狀缺陷示意圖，如圖2所示，實際生產發現，在形成硅鍺源漏14時，在多晶硅柵極表面易形成冠狀缺陷15。分析表明，此冠狀缺陷15為形成源漏的硅鍺反應物與暴露的柵極上表面多晶硅以及由于側墻高度缺失而暴露的柵極側表面多晶硅反應后生成的產物。由此，如何減少形成硅鍺源漏時反應物與柵極表面的接觸成為抑制此柵極表面冠狀缺陷產生的指導方向。

發明內容

本發明提供了一種柵極結構制造方法，用以制造在形成硅鍺源漏時反應物不與柵極表面接觸的柵極結構；本發明提供了一種柵極結構，可避免在形成硅鍺源漏時反應物與柵極表面的接觸。

本發明提供的一種柵極結構制造方法，包括：

在半導體基底上形成第一介質層；

沉積柵層，此柵層覆蓋所述第一介質層；

沉積第二介質層，此第二介質層覆蓋所述柵層；

刻蝕所述第二介質層及柵層；

沉積第三介質層，此第三介質層覆蓋所述第二介質層及柵層；

刻蝕所述第三介質層。

所述第一介質層材料包含二氧化硅或摻雜鉿的二氧化硅；所述柵層材料包含多晶硅；所述第二介質層材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或其組合；所述第三介質層包含二氧化硅或二氧化硅與氮氧化硅及/或氮化硅，或二氧化硅、氮氧化硅及/或氮化硅與二氧化硅以及二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氮氧化硅與二氧化硅構成的層疊結構中的一種；所述第二介質層的厚度小于或等于所述第三介質層層疊結構中二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或其組合層的厚度。

本發明提供的一種柵極結構，包含位于半導體基底上的第一介質層、位于所述第一介質層上的柵極和位于所述柵極上的第二介質層以及環繞所述柵極和第二介質層的第三介質層，所述第三介質層至少部分覆蓋所述第二介質層的側壁。

所述第二介質層材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或其組合；所述第三介質層包含二氧化硅或二氧化硅與氮氧化硅及/或氮化硅，或二氧化硅、氮氧化硅及/或氮化硅與二氧化硅以及二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氮氧化硅與二氧化硅構成的層疊結構中的一種；所述第二介質層的厚度小于或等于所述第三介質層層疊結構中二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或其組合層的厚度。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.通過在柵極表面增加第二介質層，繼而對所述柵極與第二介質層構成的整體結構形成刻蝕所述第三介質層后獲得的側墻，進而構成柵極結構，可避免在形成硅鍺源漏時反應物與柵極表面的接觸；

2.通過控制第二介質層的厚度，使得刻蝕所述第三介質層后獲得的側墻至少部分覆蓋所述第二介質層的側壁，可避免柵極側表面多晶硅的暴露，保證在柵極結構制造完成后，形成硅鍺源漏時反應物不與柵極側表面接觸。

附圖說明

圖1為現有技術中柵極結構示意圖；