[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710094282.6
• 申請(qǐng)日: 2007-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN101447431A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢文生;周曉君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 周 赤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造工藝，尤其設(shè)計(jì)一種可改善NMOS長溝和短溝器件窄溝效應(yīng)差別的半導(dǎo)體器件制造方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，半導(dǎo)體器件的制造過程主要包括：

步驟1，在圖2a結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，即在已形成有P型阱區(qū)、屏蔽氧化層、柵極和柵極側(cè)墻的硅片上，通過屏蔽氧化層(screen?oxide)進(jìn)行源漏離子注入，從而形成源漏區(qū)域，這時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)如圖2b所示；

步驟2，進(jìn)行源漏快速熱退火；

步驟3，采用低壓化學(xué)氣相沉積的方法在所述硅片上淀積一層二氧化硅，這時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)如圖2c所示。

在上述制作過程中，由于是在源漏快速熱退火之后采用低壓化學(xué)氣象沉積的方法來淀積二氧化硅的，而低壓化學(xué)氣相淀積二氧化硅會(huì)引入水分子，因此如圖3a和3b所示，在后續(xù)的熱過程中水分子會(huì)從側(cè)墻的邊緣向溝道進(jìn)行擴(kuò)散。由于擴(kuò)散距離的限制，長溝器件雖然在靠近源漏的地方受水分子擴(kuò)散的影響較大，而中間部分受水分子擴(kuò)散的影響卻很小，這樣由于氧化增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)和硼的分凝，長溝的寄生晶體管的離子摻雜濃度在中間部分幾乎沒有變化，而在源漏邊緣區(qū)域的離子摻雜濃度則變低，因此閾值電壓主要還是由中間部分決定；而如圖4a和圖4b所示，短溝的寄生晶體管的離子摻雜濃度由于二維擴(kuò)散比長溝的源漏還低，從而導(dǎo)致短溝的閾值電壓對(duì)溝道寬度的依存性比長溝要差，如圖4c所示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，可避免由水分子擴(kuò)散引起的氧化增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)和硼分凝所導(dǎo)致的短溝道窄溝效應(yīng)比長溝道嚴(yán)重的現(xiàn)象，即可改善NMOS長溝和短溝器件間窄溝效應(yīng)差別，從而優(yōu)化晶體管的特性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括以下步驟：

(1)在已形成有P型阱區(qū)、屏蔽氧化層、柵極和柵極側(cè)墻的硅片上，通過屏蔽氧化層(screen?oxide)進(jìn)行源漏離子注入；

(2)進(jìn)行源漏熱退火；

(3)在所述硅片上淀積一層碳化硅；

(4)采用低壓化學(xué)氣相沉積的方法，在所述碳化硅上再淀積一層二氧化硅。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有這樣的有益效果，即通過在用化學(xué)氣相沉積的方法淀積二氧化硅之前，增加淀積碳化硅的步驟，從而減少了低壓化學(xué)氣相淀積二氧化硅及后續(xù)氧化物淀積過程中水分子通過側(cè)墻邊緣向溝道區(qū)域的橫向擴(kuò)散作用，從而減弱了由氧化增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)(OED)和分凝效應(yīng)所引起的源漏邊緣區(qū)域，甚至是短溝器件溝道區(qū)域中硼摻雜濃度的降低，尤其是窄的短溝器件的寄生晶體管由于二維擴(kuò)散效應(yīng)硼摻雜濃度更低，從而減少了窄的短溝器件的閾值電壓的降低，進(jìn)而達(dá)到了減少長溝和短溝器件窄溝效應(yīng)差別的效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中制造半導(dǎo)體器件的流程示意圖；

圖2a-2c為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體制造過程中的晶體管剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖3a為水分子通過側(cè)墻邊緣向長溝道擴(kuò)散時(shí)的俯視示意圖；

圖3b為水分子通過側(cè)墻邊緣向短溝道擴(kuò)散時(shí)俯視示意圖；

圖4a為硼在溝道內(nèi)的分布示意圖；

圖4b為硼在短溝源漏區(qū)的分布示意圖；

圖4c為長溝和短溝的閾值電壓對(duì)溝道寬度的依存性曲線示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的流程示意圖；

圖6a-6c為根據(jù)本發(fā)明半導(dǎo)體制造過程中的晶體管剖面結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

如圖5所示，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件制造方法包括主要以下步驟：

(1)在圖2a所示剖面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，即在已形成有P型阱區(qū)、屏蔽氧化層、柵極和柵極側(cè)墻的硅片上，通過屏蔽氧化層(screen?oxide)進(jìn)行源漏離子注入，從而形成源漏區(qū)域，一般情況下，所述源漏注入的離子為砷離子，注入劑量為1e15～3e15cm^-2，這時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)如圖6a所示。

(2)進(jìn)行源漏快速熱退火，退火溫度為1010℃～1025℃，退火時(shí)間為10～25秒。

(3)在所述硅片上淀積一層厚度為400～600埃的碳化硅，優(yōu)選地，所淀積的碳化硅的厚度為500埃，這時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)如圖6b所示。

(4)采用低壓化學(xué)氣相沉積的方法，在所述碳化硅上再淀積一層厚度為300～500埃的二氧化硅，優(yōu)選厚度為400埃左右，這時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)如圖6c所示。

根據(jù)上述步驟，由于在化學(xué)氣相淀積二氧化硅之前，在硅片上先沉積了一層碳化硅，因此減少了在低壓化學(xué)氣相淀積二氧化硅及后續(xù)氧化物淀積過程中水分子通過側(cè)墻邊緣向溝道區(qū)域的橫向擴(kuò)散作用，從而減弱了由于氧化增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)(OED)和分凝效應(yīng)引起的硼摻雜濃度降低，從而達(dá)到減少長溝和短溝器件窄溝效應(yīng)差別的效果。