專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件制作是指在硅片上執(zhí)行一系列復(fù)雜的化學(xué)或物理操作。以互補(bǔ)金屬氧 化物半導(dǎo)體(CMOS)的制作工藝為例，如圖1所示，主要包括步驟11 在硅片的半導(dǎo)體襯底上形成N阱、P阱以及淺溝槽隔離區(qū)(STI)。現(xiàn)有CMOS制作工藝中，第一步是采用雙阱工藝來定義N型金屬氧化物半導(dǎo)體 (NMOS)管和P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)管的有源區(qū)，從而得到N阱和P阱。然后，通過 光刻以及刻蝕等工藝，在半導(dǎo)體襯底上形成STI。步驟12 在硅片表面生長柵氧化層和淀積多晶硅，并利用光刻和刻蝕等工藝在N 阱上方形成NMOS管的柵極結(jié)構(gòu)，在P阱上方形成PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)。本步驟中，首先進(jìn)行柵氧化層的生長，即在硅片表面氧化生長一層厚度約為20
50埃(a )的二氧化硅；然后，通過化學(xué)氣相淀積工藝，在硅片表面淀積一層多晶硅，厚度約
為500 α ；之后，通過光刻和刻蝕等工藝，制作出NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述 柵極結(jié)構(gòu)包括由多晶硅構(gòu)成的柵極和位于柵極下方的柵氧化層。步驟13 在NMOS管和PMOS管柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上分別進(jìn)行輕摻雜漏 (LDD)注入。在半導(dǎo)體器件微型化、高密度化、高速化和系統(tǒng)集成化等需求的推動下，柵極結(jié)構(gòu) 的寬度不斷減小，其下方的溝道長度也不斷減小，從而增加了源漏間電荷穿通的可能性，使 得漏電流顯著增加，因此，需要采用一些手段來降低漏電流出現(xiàn)的可能性，如LDD注入。在LDD注入之前，需要首先利用光刻定義出需要進(jìn)行LDD注入的區(qū)域；然后，利用 砷或氟化硼等較大質(zhì)量的摻雜材料進(jìn)行LDD注入，從而使硅片的上表面成為非晶態(tài)，大質(zhì) 量材料和表面非晶態(tài)有助于維持淺結(jié)，淺結(jié)有助于減少漏電流。步驟14 在硅片表面依次淀積二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)。步驟15 利用干法刻蝕工藝刻蝕硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的柵 極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻。在刻蝕過程中，需要保留環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)的二氧化硅，以便形成側(cè)墻，側(cè)墻可用于防 止后續(xù)進(jìn)行源漏注入時過于接近溝道以致發(fā)生源漏穿通，即注入的雜質(zhì)發(fā)生擴(kuò)散從而產(chǎn)生 漏電流。圖2為現(xiàn)有形成側(cè)墻后的硅片示意圖。通常，側(cè)墻寬度越大，對溝道的保護(hù)作用越強(qiáng)。步驟16 在NMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行NMOS管源漏區(qū)的光 刻和離子注入。首先利用光刻定義出要進(jìn)行離子注入的NMOS源漏區(qū)域；然后，按照定義出的區(qū)域 進(jìn)行η+源漏注入，步驟15中形成的側(cè)墻能夠用于保護(hù)溝道。η+源漏注入后形成的結(jié)深比步驟13中進(jìn)行LDD注入后形成的結(jié)深略大。步驟17 去除硅片表面的二氧化硅。通常，采用氫氟酸等去除二氧化硅，去除后的結(jié)構(gòu)如圖3所示。在實(shí)際應(yīng)用中，步驟17也可在步驟16之前進(jìn)行，即也可在去除硅片表面的氮化硅 的同時去除二氧化硅。無論在什么時候執(zhí)行，其目的均是為了方便后續(xù)進(jìn)行離子注入，防止 二氧化硅的存在導(dǎo)致離子注入不均勻。步驟18 在PMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行PMOS管源漏區(qū)的光 刻和離子注入。同樣，先利用光刻定義出要進(jìn)行離子注入的PMOS源漏區(qū)域；然后，按照定義出的 區(qū)域進(jìn)行P+源漏注入，步驟15中形成的側(cè)墻能夠用于保護(hù)溝道。P+源漏注入后形成的結(jié) 深比步驟13中進(jìn)行LDD注入后形成的結(jié)深略大?；谏鲜鼋榻B可知，現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的制作方法中，在進(jìn)行PMOS管源漏區(qū)的光刻 和離子注入之前，即去除了硅片表面的二氧化硅，而二氧化硅的去除需要用到氫氟酸等溶 液，而氫氟酸具有腐蝕性，那么在實(shí)際應(yīng)用中，在去除硅片表面的二氧化硅的同時，將很難 保證不對側(cè)墻中的二氧化硅和氮化硅造成損害，即削減側(cè)墻的寬度，從而影響其對溝道的 保護(hù)功能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，能夠避免去除二氧化硅的工 藝在源漏注入前對側(cè)墻造成損害。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種半導(dǎo)體器件的制作方法，該方法包括在硅片的半導(dǎo)體襯底上形成N阱、P阱以及淺溝槽隔離區(qū)，并在N阱上方形成N型 金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管的柵極結(jié)構(gòu)，在P阱上方形成P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS管的 柵極結(jié)構(gòu)；在NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上分別進(jìn)行輕摻雜漏注入；在硅片表面依次淀積二氧化硅和氮化硅；利用干法刻蝕工藝刻蝕硅片表面的氮化 硅，形成NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻；在NMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行NMOS管源漏區(qū)的光刻和離子 注入；在PMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行PMOS管源漏區(qū)的光刻和離子 注入；去除硅片表面的二氧化硅。較佳地，所述淀積的二氧化硅和氮化硅的寬度總和為20 60納米。 可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在完成NMOS管和PMOS管源漏區(qū)的光刻及離子注入 之后，再進(jìn)行二氧化硅的去除，從而避免了對側(cè)墻造成損害，保證了其對溝道的保護(hù)功能。


圖1為現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的制作方法的流程圖。
4
圖2為現(xiàn)有形成側(cè)墻后的硅片示意圖。圖3為現(xiàn)有去除二氧化硅后的硅片示意圖。圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制作方法實(shí)施例的流程圖。圖5為采用現(xiàn)有以及本發(fā)明所述方案時PMOS管飽和電流的均勻性比較示意圖。圖6為采用現(xiàn)有以及本發(fā)明所述方案時PMOS管漏電流的性能比較示意圖。
具體實(shí)施例方式針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明對提出一種改進(jìn)的半導(dǎo)體器件的制作方法， 即將去除二氧化硅的工藝轉(zhuǎn)移到PMOS管源漏區(qū)的光刻和離子注入完成之后進(jìn)行。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對本發(fā)明所述方案作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制作方法實(shí)施例的流程圖。如圖4所示，包括以下步 驟步驟41 在硅片的半導(dǎo)體襯底上形成N阱、P阱以及STI。步驟42 在硅片表面生長柵氧化層和淀積多晶硅，并利用光刻和刻蝕等工藝在N 阱上方形成NMOS管的柵極結(jié)構(gòu)，在P阱上方形成PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)。步驟43 在NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上分別進(jìn)行LDD注入。步驟44 在硅片表面依次淀積二氧化硅和氮化硅?？刹捎梦锢砘蚧瘜W(xué)淀積工藝，淀積的二氧化硅和氮化硅的總寬度可以為20 60 納米(nm)。步驟45 利用干法刻蝕工藝刻蝕硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的柵 極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻。形成的側(cè)墻如圖2所示。步驟46 在NMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行NMOS管源漏區(qū)的光 刻和離子注入。步驟47 在PMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行PMOS管源漏區(qū)的光 刻和離子注入。步驟48 去除硅片表面的二氧化硅。由于NMOS管和PMOS管的離子注入均已完成，所以去除二氧化硅的過程將不會對 側(cè)墻的保護(hù)功能造成影響。而且試驗證明，二氧化硅的存在并不會對離子注入造成明顯的 影響，即相比于去除二氧化硅對側(cè)墻造成的影響，二氧化硅對離子注入的影響可忽略。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，通常希望離子注入前側(cè)墻的寬度越大越好，以起到保護(hù)溝道 的作用，而離子注入后的側(cè)墻寬度越小越好，以方便后續(xù)對硅片進(jìn)行其它處理，比如氧化物 的淀積等。表1為本發(fā)明所述方案中去除二氧化硅前后側(cè)墻不同采樣點(diǎn)/位置(Site)上 的寬度比較。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件的制作方法，該方法包括在硅片的半導(dǎo)體襯底上形成N阱、P阱以及淺溝槽隔離區(qū)，并在N阱上方形成N型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS管的柵極結(jié)構(gòu)，在P阱上方形成P型金屬氧化物半導(dǎo)體PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)；在NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上分別進(jìn)行輕摻雜漏注入；在硅片表面依次淀積二氧化硅和氮化硅；利用干法刻蝕工藝刻蝕硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻；在NMOS管柵極結(jié)構(gòu)側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行NMOS管的源漏區(qū)的光刻和離子注入；在PMOS管柵極結(jié)構(gòu)側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行PMOS管的源漏區(qū)的光刻和離子注入；去除硅片表面的二氧化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀積的二氧化硅和氮化硅的寬度總 和為20 60納米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括在硅片的半導(dǎo)體襯底上形成N阱、P阱以及淺溝槽隔離區(qū)，并在N阱和P阱上方分別形成NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)；在NMOS管和PMOS管柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上分別進(jìn)行輕摻雜漏注入；在硅片表面依次淀積二氧化硅和氮化硅；利用干法刻蝕工藝刻蝕硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻；在NMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行NMOS管源漏區(qū)的光刻和離子注入；在PMOS管柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行PMOS管源漏區(qū)的光刻和離子注入；去除硅片表面的二氧化硅。應(yīng)用本發(fā)明所述的方法，能夠避免去除二氧化硅的工藝在源漏注入前對側(cè)墻造成損害，從而降低由側(cè)墻損害造成的器件不均勻性。
文檔編號H01L21/8238GK101996949SQ20091005625
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者劉兵武 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司