[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210295965.9
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN103594372A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦長亮;殷華湘
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造方法領(lǐng)域，特別地，涉及一種具有梯形源漏區(qū)域的晶體管器件的制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路技術(shù)在進入到90nm特征尺寸的技術(shù)節(jié)點后，維持或提高晶體管性能越來越具有挑戰(zhàn)性。目前，應(yīng)變硅技術(shù)成為一種通過抑制短溝道效應(yīng)、提升載流子遷移率來提高MOSFET器件性能的基本技術(shù)。對于PMOS而言，人們采用在源漏區(qū)形成溝槽后外延生長硅鍺的方法，提供壓應(yīng)力以擠壓晶體管的溝道區(qū)，從而提高PMOS的性能。同時，對于NMOS而言，為了實現(xiàn)同樣目的，在源漏區(qū)外延硅碳的方法也逐漸被采用。具體地，STI(淺溝槽隔離)、SPT(應(yīng)力接近技術(shù))、源漏硅鍺/硅碳嵌入、金屬柵應(yīng)力、刻蝕停止層(CESL)等應(yīng)力技術(shù)被提出。

不同形狀的源漏區(qū)域凹槽可以對溝道提供不同的應(yīng)力，同時，不同形狀的源漏區(qū)域凹槽也會影響到器件的電學(xué)穩(wěn)定性。面積更大的源漏區(qū)域凹槽能夠容納更多的源漏區(qū)域材料，以便于對溝道提供更大應(yīng)力，但是，若過大的源漏區(qū)域凹槽導(dǎo)致溝道兩側(cè)的源漏區(qū)距離比較近時，則會增加源漏串通的風(fēng)險，從而影響器件的性能。

因此，需要提供一種新的晶體管制造方法，能夠在提供足夠應(yīng)力的同時不至于存在穿通的風(fēng)險，從而更好地確保晶體管性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種具有梯形源漏區(qū)域的晶體管制造方法，其源漏區(qū)域能夠在提供足夠應(yīng)力的同時不至于存在穿通的風(fēng)險。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，用于制造具有梯形源漏區(qū)域的晶體管，其包括如下步驟：

提供半導(dǎo)體襯底，在該半導(dǎo)體襯底上形成STI結(jié)構(gòu)，并進行阱區(qū)注入；

形成柵極絕緣層、柵極，定義柵極圖形；

全面性地沉積第一間隙壁材料層，其覆蓋在所述柵極的頂部、所述柵極和所述柵極絕緣層的側(cè)壁、所述半導(dǎo)體襯底上；

全面性地沉積第二間隙壁材料層，其覆蓋在第一間隙壁材料層上；

自對準(zhǔn)地刻蝕所述第二間隙壁材料層，僅保留位于所述柵極和所述柵極絕緣層側(cè)面的部分第二間隙壁材料層，從而形成第二間隙壁；

去除暴露出的所述第一間隙壁材料層，包括去除位于所述第二間隙壁正下方的第一間隙壁材料層的部分或全部，形成第一間隙壁，從而使得所述第二間隙壁正下方的所述半導(dǎo)體襯底的表面部分或全部暴露出；

所述第一間隙壁具有第一厚度，所述第二間隙壁具有第二厚度，第二厚度大于第一厚度；

通過各向異性濕法腐蝕，腐蝕暴露出的所述半導(dǎo)體襯底，從而形成梯形形狀的源漏區(qū)域凹槽；

在所述源漏區(qū)域凹槽中外延形成梯形源漏區(qū)域，其向晶體管溝道區(qū)域提供應(yīng)力。

在本發(fā)明的方法中，所述第一間隙壁的材料為SiO₂，第一厚度為5-20nm，優(yōu)選為10nm；所述第二間隙壁的材料為Si₃N₄，第二厚度為10-100nm，優(yōu)選為30nm。

在本發(fā)明的方法中，去除暴露出的所述第一間隙壁材料層的步驟中，采用DHF濕法腐蝕，或者，先干法自對準(zhǔn)刻蝕去掉暴露出來的所述第一間隙壁材料層，再進行濕法鉆蝕。

在本發(fā)明的方法中，腐蝕暴露出的所述半導(dǎo)體襯底，從而形成梯形形狀的源漏區(qū)域凹槽的步驟中，濕法腐蝕的腐蝕劑為TMAH。

在本發(fā)明的方法中，在形成柵極絕緣層、柵極的步驟中，所述柵極的材料為多晶硅，所述柵極絕緣層的材料為SiO₂，并且，采用后柵工藝，即，在形成所述金屬硅化物之后，去除多晶硅材料的所述柵極，形成柵極空洞，在該柵極空洞中填充金屬，從而形成金屬柵極。

在本發(fā)明的方法中，在形成柵極絕緣層、柵極的步驟中，所述柵極的材料為金屬或多晶硅。

在本發(fā)明的方法中，所述半導(dǎo)體器件制造方法適用于高k/金屬柵先柵或后柵集成工藝。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用第一間隙壁和第二間隙壁形成了復(fù)合間隙壁，其中，第二間隙壁的厚度大于第一間隙壁的厚度，通過腐蝕第二間隙壁正下方的部分或全部第一間隙壁材料層，暴露出符合間隙壁下方的襯底表面，然后以各向異性濕法腐蝕工藝腐蝕襯底，形成了梯形源漏區(qū)域溝槽，繼而通過外延工藝形成梯形源漏區(qū)域。本發(fā)明的梯形源漏區(qū)域具有足夠大的體積以向溝道提供應(yīng)力同時也不會存在源漏穿通的風(fēng)險。

附圖說明

圖1-6本發(fā)明提供的具有梯形源漏區(qū)域的晶體管器件的制造方法流程示意圖；

圖7-10現(xiàn)有技術(shù)中的晶體管器件源漏區(qū)域結(jié)構(gòu)。

具體實施方式