[發(fā)明專利]ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻的制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310432329.0
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103489768A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江潤峰;戴樹剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/285
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，特別涉及ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻的制作方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體工藝的制作過程中，柵極側(cè)墻結(jié)構(gòu)對保護柵極和減小器件的短溝道效應(yīng)有重要的作用。ONO（第一二氧化硅層-氮化硅層-第二氧化硅層）結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有的理想的柵極側(cè)墻結(jié)構(gòu)，請參考圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻結(jié)構(gòu)示意圖。半導(dǎo)體襯底10上的柵極11上依次覆蓋有第一氧化硅層12、氮化硅層13和第二氮化硅層14，其中，氮化硅層13具有較高的密度和強度，可以有效阻止水氣和鈉離子的擴散，是一種理想的柵極側(cè)墻間隔保護材料。第一氧化硅層12（Oxide）既可以作為氮化硅層13刻蝕時候的終止層（Stop?Layer），又可作為氮化硅層13與半導(dǎo)體襯底10和柵極11之間的緩沖層，減小氮化硅層13對半導(dǎo)體襯底10和柵極11的應(yīng)力。所述第一氧化硅層12和第二氧化硅層14通常利用傳統(tǒng)的爐管TEOS（正硅酸乙酯）工藝或者高溫?zé)嵫趸℉TO）工藝制作，而氮化硅層13通常利用采用爐管的DCS-NH3工藝制作。

隨著器件線寬的減?。?5nm及以下）、集成度的提高，采用傳統(tǒng)爐管TEOS（正硅酸乙酯）工藝或者高溫?zé)嵫趸℉TO）以及爐管DCS-NH3工藝制作ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻時，形成的柵極側(cè)墻在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的厚度均勻性以及半導(dǎo)體襯底之間的厚度均勻性有差異，并且在柵極上的臺階覆蓋率不理想，這影響了最終制作的半導(dǎo)體器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供了一種ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻的制作方法，提高了ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻的均勻性和臺階覆蓋率，提高了最終形成的半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻的制作方法，包括：

采用爐管原子層沉積工藝，在柵極兩側(cè)和頂部形成第一二氧化硅層；

采用爐管原子層沉積工藝，在所述第一二氧化硅層上形成氮化硅層；

采用爐管原子層沉積工藝，在所述氮化硅層上形成第二二氧化硅層，所述第二氧化硅層、氮化硅層、和第一氧化硅層形成ONO結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)墻。

可選地，采用所述爐管原子層沉積工藝形成所述第一氧化硅層、第二氧化硅層的溫度范圍為350-550攝氏度。

可選地，所述第一氧化硅層或第二氧化硅層的爐管原子層沉積工藝包括若干制作周期，每一制作周期包括步驟：步驟1、通入前驅(qū)體特氣；步驟2、通入凈化氣體吹洗；步驟3、通入特氣；步驟4、通入凈化氣體吹洗。

可選地，形成所述第一氧化硅層或第二氧化硅層時，所述前驅(qū)體特氣包括：Si[N(CH3)]₃H，所述凈化氣體包括：N2，所述特氣包括：O3。

可選地，通過調(diào)整所述制作周期的數(shù)目，來調(diào)整形成的第一氧化硅層和第二氧化硅層的厚度，通過調(diào)整制作周期內(nèi)的每個步驟的時間，來調(diào)整形成的第一氧化硅層、第二氧化硅層的厚度均勻性。

可選地，形成所述氮化硅層的爐管原子層沉積工藝溫度范圍為400-600攝氏度。

可選地，所述爐管原子層沉積工藝包括若干制作周期，每一制作周期包括步驟：步驟1、通入前驅(qū)體特氣；步驟2、通入凈化氣體吹洗；步驟3、通入特氣；步驟4、通入凈化氣體吹洗。

可選地，所述前驅(qū)體特氣包括：DCS,所述凈化氣體包括：N2，所述特氣包括：NH3。

可選地，所述前驅(qū)體特氣、凈化氣體、特氣利用多孔石英管通入。

可選地，在通入所述NH3氣體時，利用原位射頻電極對NH3進行激活。

可選地，通過調(diào)整所述制作周期的數(shù)目，來調(diào)整形成的氮化硅層的厚度，通過調(diào)整制作周期內(nèi)的每個步驟的時間，來調(diào)整形成的氮化硅層的厚度均勻性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明利用爐管原子層沉積工藝形成第一氧化硅層、氮化硅層和第二氧化硅層，與現(xiàn)有技術(shù)采用爐管TEOS工藝或爐管高溫?zé)嵫趸に囆纬傻谝谎趸鑼樱瑺t管低壓DCS-SiH4工藝制備氮化硅層、爐管TEOS工藝制作第二氧化硅層相比，本發(fā)明能夠精確控制第一氧化硅層、氮化硅層和第二氧化硅層能夠在實現(xiàn)接近氮原子厚度的薄膜沉積，能夠精確控制第一氧化硅層、氮化硅層和第二氧化硅層的厚度，并且具有較高的臺階覆蓋率，獲得更好的片內(nèi)均勻性和片間均勻性，從而改善最終形成的ONO結(jié)構(gòu)的形貌、均勻性和重復(fù)性；