[發明專利]柵極側墻的工藝方法

在審

• 申請號: 201711163456.X
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107978555A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 郭振強
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/78;H01L29/66
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 戴廣志

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別是指一種柵極側墻的工藝方法。

背景技術

傳統的柵極側墻工藝包含：步驟一、在硅襯底上利用化學氣相沉積一層多晶硅，然后利用柵極層次的光罩形成光刻膠圖形；然后對多晶硅進行刻蝕，形成晶體管的柵極；步驟二、 對柵極進行快速熱退火或爐管，從而形成柵極二氧化硅保護層；步驟三、然后利用低壓化學沉積的方法沉積氮化硅和二氧化硅；并對硅片進行普遍刻蝕，從而形成柵極側墻；再用濕法刻蝕掉柵極側墻上和柵極頂部的二氧化硅；步驟四、然后對晶體管進行源漏極植入及鈷合金。

在傳統的柵極側墻中，如圖1所示，由于柵極側墻1刻蝕的時候存在過刻蝕及濕法過程，造成柵極側墻的高度h2低于柵極的高度h1；柵極頂部形成鈷硅合金2的時候，柵極頂部的體積會增加，從而柵極頂部的鈷硅合金2會向柵極兩側及向上延伸，在形成通孔的過程中，由于接觸孔3偏移造成接觸孔靠近柵極；由于柵極側墻不能對柵極頂部提供足夠的保護及柵極頂部鈷硅合金向側向的延伸，造成接觸孔與柵極之間間距過小，如圖1中虛線圓圈處所示，擊穿電壓變弱。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種柵極側墻的工藝方法，能更好的保護柵極，改善接觸孔與柵極之間的擊穿電壓。

為解決上述問題，本發明所述的柵極側墻的工藝方法，包含：

步驟一，在硅襯底上形成一層多晶硅，然后再形成一層氮氧化硅；

步驟二，利用柵極層次的光罩形成光刻膠圖形；然后對氮氧化硅及多晶硅進行刻蝕，形成晶體管的柵極；形成柵極二氧化硅保護層；

步驟三，沉積氮化硅和二氧化硅；并對硅片進行普遍刻蝕，從而形成柵極側墻；再刻蝕掉柵極頂部的氮氧化硅；

步驟四，進行源漏區注入及形成鈷硅合金；形成刻蝕阻擋層和接觸孔介質層，進行化學機械研磨；進行接觸孔刻蝕。

進一步地，所述步驟一中，多晶硅及氮氧化硅均采用化學氣相沉積法。

進一步地，所述步驟一中，其中氮氧化硅層的最優的厚度是形成柵極曝光時的底部抗反射涂層的厚度；最優的厚度為大于后續柵極側墻氮化硅的厚度。

進一步地，所述步驟二中，對柵極進行快速熱退火或爐管工藝形成二氧化硅保護層。

進一步地，所述步驟三中，利用低壓化學沉積的方法形成氮化硅和二氧化硅，采用濕法刻蝕掉柵極頂部的氮氧化硅。

進一步地，所述步驟四中，利用化學氣相沉積工藝形成刻蝕阻擋層及接觸孔介質層。

進一步地，所述步驟四中，接觸孔采用干法刻蝕。

本發明所述的柵極側墻的工藝方法，與傳統的柵極側墻形成方法相比，本發明形成的柵極側墻有更高的柵極側墻高度，或者在與柵極同高度時有更厚的柵極側墻，從而在接觸孔刻蝕的時候更好的保護柵極，改善了接觸孔與柵極之間的擊穿電壓。

本發明相對于傳統柵極側墻形成方法，只增加了沉積柵極頂部的氮氧化硅層，柵極頂部的氮氧化硅可以作為柵極刻蝕時的硬掩膜層，這層硬掩膜層對柵極刻蝕的時候提供保護，形成更好的柵極形貌，另外，這樣可以降低柵極的光刻膠的厚度，對硅片內的柵極的尺寸有更好的均勻性。

附圖說明

圖1 是傳統工藝形成的柵極與接觸孔形貌示意圖。

圖2～5 是本發明工藝方法步驟圖；

圖6 是本發明工藝方法流程圖。

附圖標記說明

h1 柵極高度，h2 側墻高度，1柵極側墻，2鈷硅合金，3接觸孔，4刻蝕阻擋層，5多晶硅，6氮氧化硅，7是柵極氧化層。

具體實施方式

本發明所述的柵極側墻的工藝方法，結合附圖說明如下：

步驟一，如圖2所示，采用化學氣相沉積法在硅襯底上形成一層多晶硅5，然后再形成一層氮氧化硅。氮氧化硅層6的最優的厚度是形成柵極曝光時的底部抗反射涂層的厚度；最優的厚度為大于后續柵極側墻氮化硅的厚度。

步驟二，利用柵極層次的光罩形成光刻膠圖形；然后對氮氧化硅及多晶硅進行刻蝕，形成晶體管的柵極；采用快速熱退火或爐管工藝形成柵極二氧化硅保護層7，如圖3所示。

步驟三，用低壓化學沉積的方法沉積氮化硅和二氧化硅；并對硅片進行普遍刻蝕，從而形成柵極側墻1；再采用濕法刻蝕掉柵極頂部的氮氧化硅；如圖4所示。

步驟四，進行源漏區注入及形成鈷硅合金；利用化學氣相沉積工藝形成刻蝕阻擋層4和接觸孔介質層，進行化學機械研磨；進行接觸孔刻蝕形成接觸孔3。如圖5所示。