[发明专利]自对准硅化物区域阻挡膜的结构及其制程方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制程技术领域，特别涉及一种自对准硅化物区域阻挡膜的结构及其制程方法。

背景技术

目前，随着半导体器件的发展，如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的发展，自对准金属硅化物如自对准镍化硅、钛化硅方法被引进来，用于产生硅化物，能够很好地与露出的源、漏以及多晶硅栅的硅(Si)对准。这是因为金属Ni或者Ti可以与硅反应，但是不会与硅氧化物如二氧化硅(SiO₂)、硅氮化物如氮化硅(Si₃N₄)或者是硅氮氧化物(SiON)反应。因此Ni或者Ti仅仅会寻找到硅的部分进行反应，而对于由硅氧化物如二氧化硅(SiO₂)、硅氮化物如氮化硅(Si₃N₄)或者是硅氮氧化物(SiON)所覆盖的部分，不会进行反应，就好比Ni或者Ti会自行对准硅的部分。

自对准金属硅化物方法(salicide)如自对准镍化硅方法是一种相当简单方便的接触金属化程序，但是在半导体器件的制作过程中，有一些器件需要salicide过程，而有些器件需要非自对准金属硅化物(non-salicide)过程，对于需要non-salicide过程的器件，就要利用上述salicide的特性，用不会与金属如Ni反应的材料把需要non-salicide的器件覆盖起来。这种用于覆盖non-salicide器件的材料就称为自对准硅化物区域阻挡膜(Silicide Area Block，SAB)。

在现有的技术中，SAB膜采用的材料是富硅氧化物(silicon rich oxide，SRO)或者包括SiO₂、SiON和SiO₂层的ONO结构等等。其中，SRO膜的硅含量比常规氧化硅膜大，SRO的制备与常规氧化硅大致相同，都可以通过等离子体化学气相沉积方法，采用单硅烷(SiH₄)、氧气(O₂)和稀有气体如氩(Ar)的气体混合物作为制备气体。其中，SiH₄和O₂的比率设置成高于形成常规氧化硅的所用比率。另外，可以使用另一种硅烷气体如二硅烷(Si₂H₆)气体和四乙氧基硅烷(TEOS)气体取代单硅烷气体。也可以使用含氧气体如一氧化二氮(N₂O)气体或者臭氧(O₃)取代氧气。

结合图1a至图1e所示的现有技术中设有SAB膜的半导体器件的剖面示意图，详细说明现有技术中设有SAB膜的半导体器件的制作方法。该方法包括以下步骤：

步骤11、如图1a所示，提供一半导体衬底10，在该半导体衬底上形成半导体器件的有源区和隔离区。通过在半导体衬底10中注入杂质离子形成阱结构11，例如P-阱或者N-阱，来定义有源区。然后在有源区即P-阱和N-阱11之间制作浅沟槽隔离区12(STI)。浅沟槽隔离区12的上表面高度要高于半导体衬底10。在一个实施方案中，半导体衬底10可以为注入P型或N型杂质离子的硅衬底。

步骤12、如图1b所示，在有源区，即具有P-阱或者N-阱11的半导体衬底10上，顺序形成栅氧化层13和多晶硅栅极14。并且使用多晶硅栅极14作为掩膜在阱结构11中注入低浓度杂质离子，从而形成浅掺杂区(LDD)15。

步骤13、如图1c所示，在多晶硅栅极14的两侧形成侧壁层(spacer)16。在具体实施方案中，spacer可包含例如由氮化物材料制成的氮化硅膜或者氧化硅膜。

步骤14、如图1d所示，以多晶硅栅极14和侧壁层16为掩膜，在半导体衬底10中形成源漏区17。

步骤15、在上述所得结构上利用化学气相沉积的方法(CVD)形成一层SAB膜(未显示)，该SAB膜覆盖有源区、多晶硅栅极14以及隔离区。然后进行高温退火处理。

步骤16、根据器件性能需要在有源区的不同位置形成SAB图案。

该图案的形成可以通过在SAB膜上涂布光阻胶(未显示)，然后曝光显影上述光阻胶，形成所需要的光阻胶图案，以该光阻胶图案为掩膜来实施刻蚀沉积的SAB膜的工艺，最终形成所需要的SAB膜图案18。本实施例中，SAB膜图案18覆盖多晶硅栅极14上表面的一部分和半导体衬底10上表面的一部分，如图1e所示。