[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910045143.3
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101777494A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國華;吳漢明;張海洋
• 申請（專利權(quán)）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
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有應(yīng)力的氮化硅層的半導(dǎo)體器件的制作方法。?

背景技術(shù)

目前，在制造半導(dǎo)體器件時，可使用氮化硅在晶體管溝道中引發(fā)應(yīng)力，從而調(diào)節(jié)溝道中載流子遷移率。所引發(fā)的應(yīng)力取決于氮化硅本身的應(yīng)力狀態(tài)和相關(guān)的這部分溝道的相對位置。應(yīng)力越大，溝道中載流子的遷移率越大。現(xiàn)有技術(shù)中，形成具有應(yīng)力的氮化硅層的半導(dǎo)體器件工藝過程如圖1A至1E所示，在圖1A中，在半導(dǎo)體襯底1上形成柵極3，在襯底1與柵極3之間為柵氧化層2。接下來如圖1B所示，在柵極3的兩側(cè)形成第一側(cè)壁層4，可以通過化學(xué)氣相沉積方法淀積一層氧化硅，然后刻蝕形成第一側(cè)壁層4，厚度約為幾十納米。形成的第一側(cè)壁層4預(yù)留出后續(xù)快速熱退火工藝中淺離子注入?yún)^(qū)橫向擴散的距離，可確保柵極3下方的溝道寬度，用于避免下面淺離子注入工藝帶來的短溝道效應(yīng)，導(dǎo)致溝道寬度變窄，出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象及漏電流的情況。如圖1C所示，利用柵極3及第一側(cè)壁層4為屏蔽，進(jìn)行淺離子注入工藝，并進(jìn)行后續(xù)的快速熱退火工藝，如激光退火，使淺離子注入?yún)^(qū)橫向擴散，形成淺摻雜漏(LDD)區(qū)5。快速熱退火同時還可以對離子注入時受損的晶格進(jìn)行修復(fù)，并且能夠使注入的離子分布均勻。然后如圖1D所示，在第一側(cè)壁層4的兩側(cè)形成第二側(cè)壁層6，以第一側(cè)壁層4及第二側(cè)壁層6為屏蔽，進(jìn)行深離子注入步驟，以形成源極7和漏極8，并進(jìn)行退火工藝。最后，如圖1E所示，去除第二側(cè)壁層6，并沉積具有應(yīng)力的氮化硅層9，該氮化硅層9覆蓋柵極3、第一側(cè)壁層4的側(cè)面及襯底1表面。氮化硅層9所?具有的應(yīng)力可以通過其下面的柵極3及第一側(cè)壁層4傳遞至半導(dǎo)體襯底內(nèi)的溝道部分，其中，溝道部分由源極和漏極之間的部分所定義，溝道部分的長度為源極和漏極之間的距離L。所以溝道也從而具有了相應(yīng)的應(yīng)力，起到調(diào)節(jié)溝道中載流子遷移率的作用。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，在沉積具有應(yīng)力的氮化硅層時，由于第一側(cè)壁層的存在，使第一側(cè)壁層下所對應(yīng)的溝道部分所具有的應(yīng)力，是通過第一側(cè)壁層傳遞的，因此不能引入更多的應(yīng)力，從而不能更靈活和有效地調(diào)節(jié)溝道中載流子遷移率。?

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，該方法不需要設(shè)立側(cè)壁層，就能夠更加靈活有效地調(diào)節(jié)溝道中載流子遷移率。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的：?

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括半導(dǎo)體襯底、沉積于襯底上的柵氧化層及位于柵氧化層上的多晶硅層，關(guān)鍵在于，該方法還包括：?

以圖案化的光阻膠為掩膜，刻蝕所述多晶硅層；?

以所述圖案化的光阻膠及刻蝕的多晶硅層為屏蔽，在所述襯底中進(jìn)行深離子注入，形成源極和漏極；?

將所述圖案化的光阻膠進(jìn)行用于形成柵極的第二次圖案化；?

以所述第二次圖案化的光阻膠為掩膜，第二次刻蝕所述多晶硅層形成柵極，所述柵極兩側(cè)不設(shè)立柵極側(cè)壁層；?

以所述柵極為屏蔽，在所述襯底內(nèi)進(jìn)行淺離子注入；?

在所述柵極及襯底表面沉積具有應(yīng)力的氮化硅層。?

該方法進(jìn)一步包括在所述多晶硅層上依次沉積接觸氧化硅層及硬掩膜層。?

所述以圖案化的光阻膠為掩膜，刻蝕所述多晶硅層時，依次對硬掩膜層及接觸氧化硅層進(jìn)行刻蝕。?

進(jìn)一步包括在形成柵極之前，以第二次圖案化的光阻膠為掩膜，依次對硬掩膜層及接觸氧化層進(jìn)行第二次刻蝕。?

所述形成柵極是以第二次刻蝕的硬掩膜層及接觸氧化層為屏蔽，對多晶硅?層進(jìn)行第二次刻蝕以形成柵極。?

所述對多晶硅層進(jìn)行第二次刻蝕形成柵極之后，進(jìn)一步包括去除硬掩膜層的步驟。?

在對所述襯底內(nèi)進(jìn)行淺離子注入前該方法進(jìn)一步包括在柵極及襯底表面沉積氧化硅襯墊層。?

在所述深離子注入或者在淺離子注入之后進(jìn)行退火工藝。?

由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的具有應(yīng)力的氮化硅層的半導(dǎo)體器件的制作方法，不需要設(shè)立側(cè)壁層，先進(jìn)行深離子注入，再進(jìn)行淺離子注入，從而使在現(xiàn)有技術(shù)中，溝道通過側(cè)壁層傳遞應(yīng)力的部分，在本發(fā)明中氮化硅層與溝道部分直接接觸，得到比現(xiàn)有技術(shù)更大的應(yīng)力，因此可以更加靈活有效地調(diào)節(jié)溝道中載流子遷移率。?

附圖說明

圖1A至1E為現(xiàn)有技術(shù)具有應(yīng)力的氮化硅層的半導(dǎo)體器件制作方法。?

圖2A至2H為本發(fā)明優(yōu)選實施例具有應(yīng)力的氮化硅層的半導(dǎo)體器件制作方法。?

具體實施方式