一種半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種在漏極的與柵極相鄰近的部分之上具有隔離材料層的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使上層互連金屬線更好地連通半導(dǎo)體器件的柵極和源/漏極，在形成柵極和源/漏極之后，出于靜電防護(hù)的考量，需要在柵極頂部和源/漏極頂部的指定區(qū)域形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。
[0003]對(duì)于傳統(tǒng)的自對(duì)準(zhǔn)硅化物形成工藝而言，柵極自對(duì)準(zhǔn)硅化物與源/漏極自對(duì)準(zhǔn)硅化物是同時(shí)形成的。為了在柵極頂部和源/漏極頂部的指定區(qū)域形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物，在形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物之前，需要形成經(jīng)過圖案化處理的自對(duì)準(zhǔn)硅化物阻擋層，以定義出所述需形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物的指定區(qū)域。隨著半導(dǎo)體器件特征尺寸的不斷縮減，在通過形成上述自對(duì)準(zhǔn)硅化物阻擋層來定義所述指定區(qū)域的過程中，相對(duì)于版圖設(shè)計(jì)規(guī)則而言，實(shí)際形成的自對(duì)準(zhǔn)硅化物阻擋層102會(huì)發(fā)生如圖1所示的漂移現(xiàn)象，進(jìn)而露出漏極101的與柵極100相鄰近的部分，后續(xù)形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物時(shí)，該部分也相應(yīng)形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物，最終降低了半導(dǎo)體器件的靜電防護(hù)性能的穩(wěn)定性。
[0004]因此，需要提出一種器件結(jié)構(gòu)以及形成該器件結(jié)構(gòu)的方法，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底的將要形成有源區(qū)的區(qū)域中的與所述半導(dǎo)體襯底之上將要形成的柵極結(jié)構(gòu)相鄰近的部分形成凹槽；在所述凹槽中填充隔離材料層；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵氧化物層；沉積柵材料層，覆蓋所述柵氧化物層和所述隔離材料層；依次蝕刻所述柵材料層和所述柵氧化物層，在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)中的柵材料層的寬度大于柵氧化物層的寬度。
[0006]進(jìn)一步，所述部分位于所述有源區(qū)中的漏區(qū)，或者所述部分位于所述有源區(qū)中的漏區(qū)和源區(qū)。
[0007]進(jìn)一步，形成所述凹槽的工藝步驟包括:通過旋涂、曝光、顯影工藝在所述半導(dǎo)體襯底上形成具有所述凹槽的圖案的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜，蝕刻所述半導(dǎo)體襯底以在其中形成所述凹槽；通過灰化工藝去除所述光刻膠層。
[0008]進(jìn)一步，所述填充隔離材料層的工藝步驟包括:在所述半導(dǎo)體襯底上沉積形成所述隔離材料層，完全填充所述凹槽；執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨，直至露出所述半導(dǎo)體襯底。
[0009]進(jìn)一步，采用熱氧化工藝形成所述柵氧化物層，所述隔離材料層的材料為二氧化硅，所述柵材料層的材料為多晶硅。
[0010]進(jìn)一步，在形成所述柵極結(jié)構(gòu)之后，還包括下述步驟:在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中依次形成輕摻雜源/漏區(qū)和重?fù)诫s源/漏區(qū)；在所述柵極結(jié)構(gòu)的頂部以及所述重?fù)诫s源/漏區(qū)的上部的指定區(qū)域形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。
[0011 ] 進(jìn)一步，在形成所述輕摻雜源/漏區(qū)之后形成重?fù)诫s源/漏區(qū)之前，還包括在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)的步驟。
[0012]本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，包括:
[0013]半導(dǎo)體襯底；
[0014]形成在所述半導(dǎo)體襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)中的柵材料層的寬度大于柵氧化物層的寬度；
[0015]形成在所述半導(dǎo)體襯底的有源區(qū)中的與形成在所述半導(dǎo)體襯底之上的柵極結(jié)構(gòu)相鄰近的部分之上的隔離材料層。
[0016]進(jìn)一步，所述部分位于所述有源區(qū)中的漏區(qū)，或者所述部分位于所述有源區(qū)中的漏區(qū)和源區(qū)。
[0017]進(jìn)一步，所述隔離材料層的材料為二氧化硅，所述柵材料層的材料為多晶硅。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，可以使最終形成的半導(dǎo)體器件具有更為穩(wěn)定的靜電防護(hù)特性。
【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0020]附圖中:
[0021]圖1為在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件上形成的自對(duì)準(zhǔn)硅化物阻擋層發(fā)生漂移現(xiàn)象的不意圖；
[0022]圖2A-圖2G為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；
[0023]圖2H為在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法形成的半導(dǎo)體器件上形成的自對(duì)準(zhǔn)硅化物阻擋層發(fā)生漂移現(xiàn)象的示意圖；
[0024]圖3A-圖3G為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例二的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；
[0025]圖4為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法依次實(shí)施的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0027]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的在漏極的與柵極相鄰近的部分之上具有隔離材料層的半導(dǎo)體器件及其制造方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0029][示例性實(shí)施例]
[0030]參照?qǐng)D2A-圖2G，其中示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖。
[0031]首先，如圖2A所示，提供半導(dǎo)體襯底200，半導(dǎo)體襯底200的構(gòu)成材料可以采用未摻雜的單晶硅、摻雜有雜質(zhì)的單晶硅、絕緣體上硅(SOI)等。作為示例，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底200的構(gòu)成材料選用單晶硅。半導(dǎo)體襯底200中形成有隔離結(jié)構(gòu)、各種阱(well)結(jié)構(gòu)等，為了簡(jiǎn)化，圖示中予以省略。
[0032]接下來，在半導(dǎo)體襯底200的將要形成漏極的區(qū)域中的與后續(xù)形成的柵極相鄰近的部分形成凹槽201。形成凹槽201的工藝步驟包括:通過旋涂、曝光、顯影等工藝在半導(dǎo)體襯底200上形成具有凹槽201的圖案的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜，蝕刻半導(dǎo)體襯底200以在其中形成凹槽201 ;通過灰化工藝去除所述光刻膠層。
[0033]接著，如圖2B所示，在凹槽201中填充隔離材料層202，其工藝步驟包括:在半導(dǎo)體襯底200上沉積形成隔離材料層202，完全填充凹槽201 ;執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨，直至露出半導(dǎo)體襯底200。在本實(shí)施例中，隔離材料層202的材料優(yōu)選二氧化硅。
[0034]接著，如圖2C所示，在半導(dǎo)體襯底200上形成柵氧化物層203。在本實(shí)施例中，采用熱氧化工藝形成柵氧化物層203。然后，沉積柵材料層204，覆蓋柵氧化物層203和隔離材料層202。在本實(shí)施例中，柵材料層204的材料優(yōu)選多晶硅。
[0035]接著，如圖2D所示，實(shí)施常規(guī)的圖案化工藝，依次蝕刻?hào)挪牧蠈?04和柵氧化物層203，在半導(dǎo)體襯底200上形成柵極結(jié)構(gòu)205。需要注意的是，形成的柵極結(jié)構(gòu)205中的柵材料層204的寬度大于柵氧化物層203的寬度，柵極結(jié)構(gòu)205中的柵材料層204與半導(dǎo)體襯底200中的隔離材料層202部分交疊。
[0036]接著，如圖2E所示，實(shí)施輕摻雜離子注入，以在柵極結(jié)構(gòu)205兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200中形成未激活的輕摻雜源/漏區(qū)206。
[0037]在現(xiàn)有技術(shù)中，以NMOS晶體管為例進(jìn)行說明，所述輕摻雜離子注入是以柵極結(jié)構(gòu)205為掩膜，對(duì)半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行輕摻雜離子注入，以在半導(dǎo)體襯底200中形成未激活的輕摻雜源/漏區(qū)206。由于該區(qū)域?yàn)镹MOS晶體管區(qū)域，因此，輕摻雜離子注入的摻雜離子可以是磷離子或者砷離子等。
[0038]當(dāng)輕摻雜離子注入的摻雜離子為磷離子時(shí)，離子注入的能量范圍為l_20keV，離子注入的劑量為1.0Xe14-1.0Xe15Cm_2。當(dāng)輕摻雜離子注入的摻雜離子為砷離子時(shí)，離子注入的能量范圍為2-35keV，離子注入的劑量為1.0Xe14-1.0Xe15cm_2。
[0039]當(dāng)MOS晶體管為PMOS晶體管時(shí)，輕摻雜離子注入的摻雜離子可以是硼離子或者銦離子等。
[0040]當(dāng)輕摻雜離子注入的摻雜離子為硼離子時(shí)，離子注入的能量范圍為0.5-10keV，離子注入的劑量為1.0Xe14-1.0Xe15Cm_2。當(dāng)輕摻雜離子注入的摻雜離子為銦離子時(shí)，離子注入的能量范圍為10-70keV，離子注入的劑量為L(zhǎng)0Xe14-1.0Xe15cm_2。
[0041]接下來，執(zhí)行快速熱退火工藝，以在半導(dǎo)體襯底200中形成輕摻雜源/漏區(qū)。通過所述快速熱退火，可以激活輕摻雜源/漏區(qū)中的摻雜離子并消除上述離子注入產(chǎn)生的缺陷。在其它實(shí)施例中，也可以采用其它退火方式，應(yīng)能達(dá)到類似的效果。
[0042]接著，如圖2F所示，在柵極結(jié)構(gòu)205的兩側(cè)形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)207，其中，側(cè)壁結(jié)構(gòu)207由氧化物、氮化物或者二者的組合構(gòu)成。
[0043]接下來，實(shí)施重?fù)诫s離子注入并退火，以在側(cè)壁結(jié)構(gòu)207兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200中形成重?fù)诫s源/漏區(qū)208。形成重?fù)诫s源/漏區(qū)208的工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)，在此不再加以贅述。
[0044]接著，如圖2G所示，實(shí)施常規(guī)的自對(duì)準(zhǔn)硅化物形成工藝，在柵極結(jié)構(gòu)205的頂部以及重?fù)诫s源/漏區(qū)208的上部的指定區(qū)域形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物209。形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物209的工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)，在此不再加以贅述。
[004