[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种金属氧化物半导体(MOS)器件及其制造方法。

背景技术

金属硅化物在VLSI/ULSI器件技术中起着非常重要的作用。自对准硅化物(Salicide)工艺已经成为近期在超高速CMOS逻辑大规模集成电路中形成金属硅化物的关键制造工艺之一。它给高性能逻辑器件的制造提供了诸多好处。该工艺同时减小了源/漏电极和栅电极的薄膜电阻，降低了接触电阻，并缩短了与栅相关的RC延迟。另外，它也允许通过增加电路封装密度来提高器件集成度。在自对准技术中，在由形成于半导体衬底上的杂质扩散层构成的MOSFET的源、漏区域和由多晶硅构成的栅极上，形成金属与半导体例如硅(Si)的反应生成物即金属硅化物。金属硅化物可以用来提供位于金属线和衬底接触区域之间的接触面，例如多晶硅栅极、硅衬底上的源极和漏极之间的连接。采用金属硅化物能够得到良好的低电阻接触，降低上层互连结构的接触孔与晶体管各极的接触电阻。

采用自对准工艺时需要在衬底表面、栅极外侧的侧壁间隔物(offsetspacer)的表面以及栅极顶部表面形成自对准阻挡层(Salicide Barrier，SAB)。侧壁间隔物为包括在栅极侧面形成的氧化硅和在该氧化硅表面形成的氮化硅的ON结构。申请号为200410076817.3的中国专利申请介绍了一种MOS器件的侧壁间隔物结构和形成金属硅化物的方法。图1至图6为MOS器件形成金属硅化物的剖面示意图。如图1所示，在衬底100具有栅极氧化层110和栅极150，在栅极侧面形成有一层很薄的氧化层140以修复刻蚀栅极造成的栅极表面损伤。在氧化层140外表面形成由氧化硅层130和氮化硅层120组成的侧壁间隔物，氧化硅层130的材料为低温氧化物(Low Temperature Oxide，LTO)。然后，如图2所示，形成自对准阻挡层160，其覆盖衬底100表面、侧壁间隔物表面以及栅极顶部表面，通过光刻、刻蚀工艺图案化所述自对准阻挡层160，形成对应栅极、源极和漏极金属硅化物位置的开口170、180、和190，如图3所示。

随后，如图4所示，在开口中沉积金属并经过热退火形成栅极、源极和漏极金属硅化物171、181和191。接下来如图5所示，形成金属硅化物后要去除自对准阻挡层160，通常采用氢氟酸HF进行湿法清洗。但是，由于自对准阻挡层160的材料为密度较高的富硅氧化物(silicon Rich Oxide，SRO)，而侧壁间隔物中的氧化硅层130的材料为LTO，质地比较疏松，利用氢氟酸腐蚀时，氢氟酸对上述两种材料LTO与SRO的腐蚀选择性较低，为1∶5左右。因此在利用氢氟酸去除自对准阻挡层160时极易对氧化硅层130造成侵蚀，导致在侧壁间隔物下方形成凹陷200和200’，影响器件的电学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，能够在利用自对准工艺形成金属硅化物的过程中避免侧壁间隔物下方凹陷的产生。

为达到上述目的，本发明提供的一种半导体器件的制造方法：包括

提供一半导体衬底，在所述衬底表面形成栅极；

形成覆盖所述衬底和栅极表面的高介电常数氧化层；

形成覆盖所述氧化层的氮化硅层；

刻蚀所述氧化层和氮化硅层形成侧壁间隔物；

在所述侧壁间隔物两侧的衬底中形成源极和漏极；

形成自对准阻挡层覆盖所述衬底、侧壁间隔物和栅极表面；

利用所述自对准阻挡层为掩膜在所述栅极、源极和漏极表面形成金属硅化物；

移除所述自对准阻挡层。

所述高介电常数氧化层的材料为二氧化铪或氧化铪硅。

所述二氧化铪采用原子层淀积工艺生长。

所述氧化铪硅采用金属氧化物化学气相淀积工艺生长。

所述原子层淀积工艺的反应物包括四氯化铪和氧化剂水。

反应物包括四甲基乙酯-金属铪胺盐(TEMAHf)和臭氧。

所述自对准阻挡层的材料为富硅氧化物，采用化学气相淀积或热氧化法形成。

采用氢氟酸移除所述自对准阻挡层。

本发明相应提供了一种金属氧化物半导体器件，包括：

半导体衬底；

在衬底表面形成的栅极以及在所述栅极两侧的衬底中形成的源极和漏极；

侧壁间隔物，所述侧壁间隔物包括覆盖所述栅极侧面的高介电常数氧化层和覆盖所述高介电常数氧化层的氮化硅层；和

在所述栅极、源极和漏极表面形成的金属硅化物。

所述高介电常数氧化层的材料为二氧化铪或氧化铪硅。

所述金属硅化物为镍硅化物、钴硅化物或其组合。