[發明專利]側墻的形成方法

有效

• 申請號: 201510369468.2
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104900514B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 崇二敏;朱軼錚
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/31
• 分類號: H01L21/31;H01L21/311;H01L21/71
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

本發明公開了一種側墻的形成方法，通過連續兩次薄膜沉積，在硅片表面沉積一層氧化硅和一層氮化硅，然后利用干法刻蝕回刻頂層氮化硅并停在底層氧化硅上，最后利用連續兩次濕法刻蝕工藝分別去除源漏區氧化硅和側墻氮化硅，最終形成源漏區硅不受損傷的氧化硅側墻。本發明在形成柵極側墻的過程中，可以有效避免源漏區的襯底硅受到損傷，從而增加離子注入工藝窗口，并提高器件性能。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路的制造技術領域，尤其涉及一種襯底無損傷的側墻形成方法。

背景技術

隨著半導體集成電路工藝尺寸的不斷縮小，在45納米及其以下技術中，通過離子注入來調節器件性能，對柵極側墻的要求也越來越高。尤其是通過離子注入來降低器件短溝道效應方面，更是要求在具有超薄側墻(厚度小于10納米)的柵極基礎上進行離子注入。

通常超薄側墻工藝的制作流程如圖1和圖2所示，在柵極21形成后，利用原子層沉積工藝沉積一層超薄氧化硅層22。然后利用干法等離子體刻蝕對沉積的氧化硅層22進行回刻，在柵極21的側壁形成超薄氧化硅側墻23。

該方法是利用干法等離子體刻蝕對氧化硅層22進行回刻，把器件源漏區表面以及柵極21頂部的氧化硅層22去除，同時保留柵極21側壁的氧化硅層。由于這層氧化硅比較薄，干法刻蝕過程時間非常短，導致刻蝕工藝不穩定；同時，由于干法刻蝕在不同膜質之間的低選擇比，導致源漏區的襯底硅受到損傷，如圖2所示，源漏區的襯底硅受到損傷會導致器件性能惡化。因此，超薄側墻的形成受制于干法等離子體刻蝕工藝的限制，工藝窗口非常小。

有鑒于此，如何在柵極側墻，尤其是超薄側墻的形成過程中避免源漏區的襯底受到損傷，避免器件性能惡化，增加離子注入的工藝窗口，是本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種側墻的形成方法，通過連續兩次薄膜沉積，并同時利用干法和濕法刻蝕，在形成柵極側墻的過程中，可以有效避免源漏區的襯底硅受到損傷，并增加工藝窗口。

本發明提供的側墻的形成方法，其包括以下步驟：

步驟S01，提供一形成有柵極以及柵極兩側源漏區的硅片，在所述硅片表面依次沉積氧化硅層和氮化硅層；

步驟S02，利用干法刻蝕，去除所述源漏區以及柵極頂部的氮化硅層，并停留在氧化硅層上，以在所述柵極兩側形成氮化硅側墻；

步驟S03，利用濕法刻蝕，去除暴露出來的源漏區表面以及柵極頂部的氧化硅層；

步驟S04，利用濕法刻蝕，去除所述氮化硅側墻，以在所述柵極兩側形成氧化硅側墻。

進一步地，步驟S02包括利用等離子體干法刻蝕對所述氮化硅層進行回刻。

進一步地，步驟S02采用含有CH₂F₂、CHF₃的混合氣體作為刻蝕氣體。

進一步地，步驟S03包括利用低濃度氫氟酸溶液作為刻蝕液體。

進一步地，步驟S03采用含有水和49wt％的HF的混合液作為刻蝕液體，兩者的體積比為350：1～450：1。

進一步地，步驟S03包括過刻蝕，以去除所述氮化硅側墻底部的氧化硅層。

進一步地，步驟S04包括利用熱磷酸溶液作為刻蝕液體。

進一步地，步驟S04采用含有磷酸和水的混合液作為刻蝕液體，磷酸的質量百分比濃度為70-90％，熱磷酸溶液的溫度為150-180℃。

進一步地，步驟S01包括利用原子層沉積工藝沉積氧化硅層以及利用化學氣相沉積工藝沉積氮化硅層。