[發明專利]一種防止酸槽清洗空洞形成的半導體器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201110250270.4
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102446970A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 鄭春生;張文廣;徐強;陳玉文
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及一種集成電路制造方法，尤其涉及一種防止酸槽清洗空洞形成的半導體器件及其制備方法。

背景技術

半導體制備工藝中，為了充分保護柵極，在柵極的外側由里至外依次設有采用氧化物和氮化物間隔排列的錯層側壁，而最外層的側壁往往采用氮化硅制成，從而在晶體管中起到電隔離柵極和雜質區(如源/漏區或輕摻雜區)的作用。如圖1所示的半導體晶體管的柵極13，在所述柵極的外側設有多層側壁，其中最外層側壁1’一般采用氮化硅制成，而在所述側壁1’靠近柵極13內側設有采用氧化物制成的側壁2’。最外層的側壁1’可有效保護柵極，避免柵極上方的摻雜區，如NiSi等金屬硅化物對于柵極的滲透，從而影響晶體管性能。

在最外層側壁1’以及采用氧化物制成的側壁2’制備時，現在襯底以及柵極的上方自下而上依次覆蓋一層氧化物和一層氮化物，并采用刻蝕工藝從而在柵極外側形成側壁2’和側壁1’。然而我們發現采用上述工藝得到的側壁2’和側壁1’由于側壁1’覆蓋于所述柵極的金屬氧化物介電材料層2’上方，其并未完全覆蓋住所述金屬氧化物介電材料層2’，在側墻1’成型工藝過程中因為清洗工藝（一般采用酸槽清洗）很容易造成所述側壁1’下方的氧化物損側壁1’缺失，從而在側墻1’下靠近源漏極的界面處形成一定深度的空洞10；而當向柵極上方沉積NiSi層時，含有鎳和硅的基體發生反應形成硅化物時，空洞10下方也會形成NiSi層12’。而且因為鎳在反應中有一定移動性，在比較極端的情況下，鎳原子很容易鉆入到淺溝道區11，從而造成源漏區的導通和器件的失效。

發明內容

本發明提供了一種防止酸槽清洗空洞形成的半導體器件及其制備方法，其克服了上述現有半導體制備工藝中，側壁成型時，在酸槽清洗過程中，容易造成氧化物損失，從而在側墻下靠近源漏極的界面處形成一定深度的空洞缺陷，從而避免在柵極上方沉積金屬硅化物層后，金屬離子易有空洞進入淺溝道區從而造成源漏區的導通和器件的失效的問題。

本發明一種防止酸槽清洗空洞形成的半導體器件方法通過以下技術方案實現其目的：

一種防止酸槽清洗空洞形成的半導體器件，其中，包括柵極和金屬硅化物層；其中，所述柵極外側由里至外依次覆蓋有多層側壁，而所述金屬硅化物層覆蓋于所述多層側壁和所述柵極的上方；所述多層側壁中最外層側壁為氮硅化合物制成的擴散阻擋層，所述擴散阻擋層下端與柵極的源極或是漏極相連接，用于防止側壁成型工藝過程中側壁損失所導致的在側壁的下方靠近源極或漏極側所形成的空洞，進而防止空洞使得金屬硅化物層中的金屬離子有空洞擴散滲透至柵極的淺溝道中所導致的源極與漏極導通。

上述的半導體器件，其中，所述多層側壁包括多層采用氧化物制成的氧化物側壁和多層采用氮硅化合物制成的氮硅化合物側壁；所述氮硅化合物側壁和氧化物側壁間隔排列，且靠近所述柵極的最內層側壁為柵氧化層（所述柵氧化層為一種氧化物側壁）。

上述的半導體器件，其中，所述柵極包括四層側壁，由里至外依次為柵氧化層；第一氮化硅層；第二氧化物層和擴散阻擋層。

上述的方法，其中，所述金屬硅化物層采用含鎳的基體和硅的基體反應形成的鎳硅化合物制成。

一種制備權利要求1所述的防止酸槽清洗空洞形成的半導體器件的制備方法，其中，所述半導體器件的制備包括以下步驟：

步驟一、在半導體襯底上建立柵極，并在所述柵極外側形成多層側壁，并完成源極與漏極離子注入；

步驟二、刻蝕移除柵極最外層的側壁，并在覆蓋有其余多層側壁的柵極上方由下至上依次覆蓋一層氮硅化合物保護層和另一層金屬氧化物層；?

步驟三、采用刻蝕工藝完全去除覆蓋所述氮硅化合物保護層上方的金屬氧化物層，以及去除部分的氮硅化合物保護層，且剩余的氮硅化合物保護層在柵極的外側形成一層擴散阻擋層，且所述擴散阻擋層與所述柵極的源極或漏極相連接其包裹住所述的多層側壁；

步驟四、在所述柵極上方覆蓋一層金屬硅化物層，并完成半導體器件制備。

上述的方法，其中，在所述步驟1中，所述多層側壁包括采用氧化物制成的氧化物側壁和采用氮硅化合物制成的氮硅化合物側壁；所述氮硅化合物側壁和氧化物側壁間隔排列，且靠近所述柵極的最內層側壁為柵氧化層。

上述的方法，其中，在所述步驟1中，由里至外由里至外依次覆蓋一層柵氧化層、第一氮化硅層、第二氧化物層和第二氮化硅層。

上述的方法，其中，所述金屬硅化物層采用含鎳的基體和硅的基體反應形成的鎳硅化合物制成。

采用本發明的益處在于：