[發明專利]半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 200710046314.5
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101393892A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 劉煥新
• 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: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/336;H01L21/28
• 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

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種半導體器件的制造方法。

背景技術

隨著半導體制造技術的飛速發展，半導體器件的特征尺寸(CD)已經進入深亞微米階段。為了得到更快的運算速度、更大的數據存儲量以及更多的功能，半導體集成電路不斷向更高的元件密度、高集成度方向發展。作為集成電路基本單元的金屬氧化物半導體器件(MOS)的柵極長度變得越來越短，相應地柵極下方的溝道長度變得較以往更短。為了避免短溝效應，目前采用輕摻雜漏極(LDD)結構，也稱為延伸摻雜，形成超淺結。

圖1為說明現有金屬氧化物半導體器件結構的剖面圖。如圖1所示，在半導體襯底10中形成淺溝槽(STI)隔離結構之后，在半導體襯底10表面沉積多晶硅，并刻蝕所述多晶硅形成柵極11、12和13。隨后在襯底表面沉積氧化硅層和氮化硅層，上述氧化硅層和氮化硅覆蓋襯底10表面和柵極11、12和13的側壁和表面。通過等離子刻蝕工藝刻蝕上述氮化硅層，由于等離子刻蝕為各向異性刻蝕，因此襯底10表面和柵極11、12和13表面的氮化硅層被刻蝕掉，而柵極11、12和13側壁的氮化硅層被保留。隨后利用氫氟酸濕法刻蝕襯底10和柵極11、12和13表面的氧化硅層，從而在柵極11、12和13的側壁形成由氧化硅和氮化硅組成的側壁層(offset?spacer)14。然而在利用氫氟酸濕法刻蝕襯底10和柵極11、12和13表面的氧化硅層時，氫氟酸會與襯底10表面的硅反應生成難溶的硅的氟化物15。如果在具有該硅的氟化物15的襯底10表面涂布光刻膠16，如圖2所示，與硅的氟化物15接觸的光刻膠會發生化學性質的變化，那么在隨后的曝光、顯影等光刻工藝之后，性質變性的光刻膠會無法顯影，從而產生光刻膠殘留17，如圖3所示。在后續的向柵極11、12和13兩側的襯底中注入P型雜質離子或N型雜質離子形成輕摻雜區的過程中，光刻膠殘留17會嚴重影響離子注入范圍的控制精度。

申請號為02130218.9的中國專利申請文件公開了一種光刻膠殘留物的去除方法，該方法如圖4所示，利用氧氣等離子體18對襯底10表面的硅的氟化物15進行灰化處理，其原理是利用活性很高的氧離子對轟擊并氧化硅的氟化物15使其分解。但是，由于氧氣等離子體的氧化能力非常高，在氧化硅的氟化物15的同時，也極易將襯底10表面的硅進行氧化，造成襯底10表面硅的流失，形成如圖5所示的凹陷19。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體器件的制造方法，能夠將形成柵極側壁(offset?spacer)時在襯底表面產生的硅氟化物去除并且不會造成襯底表面硅的流失。

一方面，提供了一種半導體器件的制造方法，包括：

提供一半導體襯底，所述襯底中具有淺溝槽隔離結構；

在所述襯底上形成柵極結構，所述柵極結構由所述淺溝槽隔離結構進行隔離；

在具有所述柵極結構的襯底表面沉積氧化硅層；

在所述氧化硅層表面沉積氮化硅層；

利用等離子刻蝕工藝刻蝕所述氮化硅層；

利用氫氟酸濕法刻蝕所述氧化硅層；

利用瞬態氮氣保護高溫退火工藝對所述襯底表面進行處理，以去除氫氟酸濕法刻蝕過程中形成的硅的氟化物；所述瞬態氮氣保護高溫退火工藝的持續時間為2～3秒。

所述瞬態氮氣保護高溫退火工藝的溫度為900～1000℃。

所述柵極結構為MOS晶體管的柵極結構。

所述MOS晶體管為NMOS晶體管或PMOS晶體管。

另一方面，提供了一種半導體器件的制造方法，包括：

提供一半導體襯底，所述襯底中具有淺溝槽隔離結構；

在所述襯底上形成柵極結構，所述柵極結構由所述淺溝槽隔離結構進行隔離；

在具有所述柵極結構的襯底表面沉積氧化硅層；

在所述氧化硅層表面沉積氮化硅層；

利用等離子刻蝕工藝刻蝕所述氮化硅層；

利用氫氟酸濕法刻蝕所述氧化硅層；

利用瞬態氮氣保護高溫退火工藝對所述襯底表面進行處理，以去除氫氟酸濕法刻蝕過程中形成的硅的氟化物；所述瞬態氮氣保護高溫退火工藝的持續時間為2～3秒；

形成輕摻雜區離子注入光刻膠掩膜；

向所述柵極結構兩側的襯底中注入雜質離子。

所述瞬態氮氣保護高溫退火工藝的溫度為900～1000℃。

所述柵極結構為MOS晶體管的柵極結構。

所述MOS晶體管為NMOS晶體管或PMOS晶體管。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：