[发明专利]栅极、半导体器件及栅极、掺杂区、含氮侧墙基层形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种栅极、半导体器件及栅极、掺杂区、含氮侧墙基层形成方法。 

背景技术

由于栅极通常具有半导体制造工艺中的最小物理尺度，即所述栅极的宽度通常是晶片上最关键的临界尺寸，致使器件中栅极的制作是流程中最关键的步骤。 

当前，形成栅极的步骤包括：如图1a所示，在基底10上形成多晶硅层20；如图1b所示，图形化所述多晶硅层20，以形成图形化的多晶硅层22；如图1c所示，执行氧化操作，在具有图形化的多晶硅层22的基底10表面形成氧化硅层30。 

实践中，执行所述氧化操作后，或者，进一步地，形成环绕所述栅极的侧墙基层(offset spacer)后，需对由图形化的抗蚀剂层确定的区域执行离子注入操作，以形成掺杂区。通常，如图1d所示，形成掺杂区后，涉及的去除所述抗蚀剂层的操作(即清洗操作)会在所述基底表面形成凹陷40(recess)，造成掺杂(剂)损失(dose loss)。特别地，对于65nm工艺，经历所述清洗操作后，所述掺杂损失易超出产品要求。如何减少所述凹陷的产生，进而减少所述掺杂损失成为本领域技术人员亟待解决的问题。 

2006年11月1日公布的公告号为“CN1282999C”的中国专利中提供了一种制造半导体元件的方法，包括：(1)制备一半导体衬底，其上形成了一具有结区的下部结构；(2)形成一层间介电膜于上述半导体衬底的整个表面上；(3)通过蚀刻层间介电膜而形成暴露出结区的接触孔；(4)顺序地进行干式清洗和湿式清洗由接触孔所露出的半导体衬底的表面；(5)在一还原性气体气氛下对已清洗的接触表面进行预处理，以去除形成于接触表面上的自然氧化膜；(6)追加原位掺入掺杂剂至结区的表面，以便补偿在预处理后的接触表面上的掺杂剂损失；以及(7)原位沉积一导电膜于接触孔及层间介电膜上。

换言之，应用上述方法制造半导体元件时，通过追加原位掺入掺杂剂的方式减少所述掺杂损失。即，应用上述方法制造半导体元件时，为减少掺杂损失，需增加掺杂剂的原位掺入步骤，操作复杂。 

发明内容

本发明提供了一种栅极形成方法，可减少后续形成掺杂区时的掺杂损失；本发明提供了一种掺杂区形成方法，可减少形成掺杂区时的掺杂损失；本发明提供了一种含氮侧墙基层形成方法，可减少后续形成掺杂区时的掺杂损失；本发明提供了一种栅极，在具有所述栅极的基底上形成掺杂区后，可具有较少的掺杂损失；本发明提供了一种半导体器件，可在形成掺杂区后，具有较少的掺杂损失。 

本发明提供的一种栅极形成方法，包括： 

在基底上形成多晶硅层； 

图形化所述多晶硅层； 

执行氮化操作，在具有图形化的多晶硅层的基底表面形成氮化硅层； 

在形成掺杂区时基底表面保留氮化硅层，可在经历掺杂操作后的清洗过程中减少基底的损失，继而减少掺杂损失。 

可选地，所述氮化操作采用炉式快速热氮化工艺；可选地，执行所述氮化操作时的反应气体包括一氧化氮、一氧化二氮或氨气中的一种。 

本发明提供的一种栅极形成方法，包括： 

在基底上形成多晶硅层； 

图形化所述多晶硅层； 

执行氧化操作，在具有图形化的多晶硅层的基底表面形成氧化硅层； 

执行氮化操作，在所述氧化硅层表面形成氮化硅层； 

在形成掺杂区时基底表面保留氮化硅层，可在经历掺杂操作后的清洗过程中减少基底的损失，继而减少掺杂损失。 

可选地，所述氧化操作采用热氧化工艺或现场水汽生成工艺；可选地，所述氧化操作采用现场水汽生成工艺时，涉及的反应气体包含H₂和O₂，所述O₂的流量大于所述H₂的流量；可选地，所述氮化操作采用去耦合等离子体氮化工艺，形成的氮化硅层内具有梯度氮分布，氮的浓度由所述基底表面向其内部逐渐减小；可选地，执行所述氮化操作时的反应气体包括氮气。 

本发明提供的一种掺杂区形成方法，包括： 

在基底上形成图形化的多晶硅层； 

执行氮化操作，在具有图形化的多晶硅层的基底表面形成氮化硅层； 

在经历所述氮化操作的基底上形成图形化的抗蚀剂层； 

以所述抗蚀剂层为掩模，对经历所述氮化操作的基底执行离子注入操作； 

去除所述抗蚀剂层，形成掺杂区； 

所述氮化硅层可在经历掺杂操作后的清洗过程中减少基底的损失，继而减少掺杂损失。