[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，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的数据存储量以及更多的功能，半导体晶片朝向高集成度方向发展，MOS器件的栅极结构特征尺寸已经进入深亚微米阶段，栅极结构下的导电沟道变得越来越细且长度变得较以往更短，这样就对工艺的要求越来越高。

图1至图4为传统的半导体器件制造过程的示意图。在现有的半导体器件制造技术中，通常先在半导体衬底10上形成栅氧层20，作为栅极结构30和半导体衬底10之间的栅绝缘层，然后在栅绝缘层上形成多晶硅层40，之后对多晶硅层40和栅氧层20进行刻蚀，形成栅极结构30。但是由于在刻蚀过程中栅极结构30侧壁存在损伤，因此为了修复损伤会在栅极结构30形成之后会在栅极结构30侧壁上形成一层氧化物层50，从而可以修复栅极结构30的损伤。

在公开号为“CN1492515A”，名称为“MOS器件及其制造方法”的中国专利中还可以发现更多与上述技术方案相关的信息，例如更详细的形成栅极结构及形成氧化物层的方法。

利用上述的半导体器件制造方法形成氧化物层50时，由于氧化反应在多晶硅层40与栅氧层20的交界处的角部60反应较快，从而如图4所示，在多晶硅层40的角部形成的氧化物层50的厚度大于在栅极结构30侧壁上形成的氧化物层50，由于在栅极结构角部60的氧化物层50的厚度较厚，从而使得栅氧层20在角部厚度增加，因为氧化物层50也起到绝缘的作用，因此造成栅绝缘层在栅极结构角部的厚度增加。针对利用上述方法形成的半导体器件进行测试后，发现半导体器件的性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供了一种半导体器件的制造方法，提高半导体器件的性能。

为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体器件的制造方法，包括步骤：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上具有栅绝缘层，在所述栅绝缘层上具有栅层；

刻蚀所述栅层和所述栅绝缘层，形成栅极结构；

形成覆盖所述栅极结构的氮化物层；

刻蚀所述氮化物层，去除所述栅极结构顶部以及栅极结构的上部分侧壁上的所述氮化物层；

形成覆盖所述栅极结构及剩余的氮化物层的氧化物层；

在所述栅极结构两侧的半导体衬底中分别形成源极区和漏极区。

可选的，形成覆盖所述栅极结构及剩余的氮化物层的氧化物层的方法为利用热氧化生长或原位蒸气的方法。

可选的，所述氮化物层的厚度为至

可选的，所述氮化物层的材料包括氮化硅。

可选的，所述氮化物层覆盖栅极结构侧壁的高度大于栅极结构侧壁高度的1/20，小于栅极结构侧壁高度的1/2。

可选的，所述刻蚀所述氮化物层的方法为干法刻蚀。

相应的，本发明还提供了一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

栅极结构，位于所述半导体衬底上；

氮化物层，位于所述栅极结构的靠近所述半导体衬底部分的侧壁上；

氧化物层，位于所述栅极结构及所述氮化物层外层，覆盖所述栅极结构及所述氮化物层；

源极区和漏极区，位于所述栅极结构两侧的半导体衬底中。

可选的，所述氮化物层的材料包括氮化硅。

可选的，所述氮化物层覆盖栅极结构侧壁的高度大于栅极结构侧壁高度的1/20，小于栅极结构侧壁高度的1/2。

和现有技术相比，上述技术方案的优点在于：

通过形成用于修复的氧化物层之前，先在栅极结构侧壁靠近半导体衬底的部分高度上形成氮化物层，从而在形成氧化物层时起到保护栅极结构中多晶硅层的角部不被氧化，从而也就避免了栅极结构角部的氧化层过厚的问题，提高了半导体器件的性能。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1至图4为传统的半导体器件制造过程的示意图；

图5为随栅极结构角部的栅绝缘层厚度的变化，MOS器件的开启电压、栅绝缘层电容及饱和电流的变化曲线；

图6为本发明的半导体器件的制造方法一实施例的流程图；

图7至图12为本发明的半导体器件的制造方法一实施例的示意图；

图13为利用现有技术和本发明的半导体器件的制造方法形成的MOS器件的测试图。

具体实施方式