[发明专利]半导体器件的器件层制作方法无效
申请号: | 200910198098.5 | 申请日: | 2009-10-29 |
公开(公告)号: | CN102054697A | 公开(公告)日: | 2011-05-11 |
发明(设计)人: | 赵猛 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 |
主分类号: | H01L21/336 | 分类号: | H01L21/336;H01L21/28 |
代理公司: | 北京德琦知识产权代理有限公司 11018 | 代理人: | 牛峥;王丽琴 |
地址: | 201203 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体器件 器件 制作方法 | ||
技术领域
本发明涉及半导体制造技术,特别涉及一种半导体器件的器件层制作方法。
背景技术
随着电子设备的广泛应用,半导体的制造工艺得到了飞速的发展,半导体器件的特征尺寸也越来越小,半导体器件中的器件层制作也变得越来越重要。这里的器件层指的是在半导体衬底上进行源极、漏极及栅极的制作。
图1a~1f所示为现有技术半导体器件的器件层制作的剖面结构图。现有技术半导体器件的器件层制作过程包括以下步骤:
步骤一,在半导体器件衬底101上进行双阱工艺,定义CMOS的有源区,如图1a所示,在半导体器件衬底101上形成阱100。
在本步骤中,双阱包括一个N阱和一个P阱,通常采用倒掺杂阱技术进行,也就是在半导体器件衬底101中定义的N阱区域注入磷等掺杂杂质,后续形成P型互补金属氧化物半导体(PMOS),在定义的P阱区域注入硼等掺杂杂质,后续形成N型互补金属氧化物半导体(NMOS)。
在这里以在P阱以及在P阱上形成的结构进行详细介绍,以形成NMOS,而N阱上形成的结构则忽略介绍,步骤基本相同。
步骤二,在半导体器件衬底101上进行浅槽隔离(STI)工艺,隔离CMOS的有源区,即在P阱100中进行隔离以及隔离P阱和N阱,如图1b所示,在半导体器件衬底100中形成STI102。
在本步骤中,形成STI102的过程为:先在半导体器件衬底101依次沉积隔离氧化层和氮化物层,采用曝光显影工艺在氮化物层上涂覆的光刻胶层定义出STI图形,将具有STI图形的光刻胶层作为掩膜依次刻蚀氮化硅层、隔离氧化层以及半导体器件衬底101得到STI槽,然后对STI槽进行氧化物填充后,进行氮化物层和隔离氧化物层的抛光处理,在半导体器件衬底101中得到STI102。
步骤三,参见图1c,在半导体器件衬底101的表面和STI102的表面依次沉栅氧化层和多晶硅层后,采用离子注入方法10对多晶硅层进行预掺杂。
在本步骤中,对于NMOMS来说,掺杂的杂质为磷,目的是为了使得最终制造的半导体器件的栅极导电,对于PMOS来说,掺杂的杂质为硼。
步骤四,采用光刻工艺得到栅极103后,对栅极103和半导体衬底101的表面进行再次氧化,形成再氧化层,在图中没有体现。
在本步骤中,采用光刻工艺得到栅极103的过程为:涂覆光刻胶层后通过具有栅极图形的光罩对其曝光显影,在光刻胶层形成栅极图形,然后以具有栅极图形的光刻胶层为掩膜,依次刻蚀多晶硅层和栅氧化层,形成栅极103;
在本步骤中,形成再氧化层的过程为:采用化学气相沉积(CVD)方法沉积得到氧化层,在栅极203表面及半导体器件衬底101的表面上得到再氧化层,该再氧化层的作用是为了修补在形成栅极103过程中对半导体器件衬底101表面的损伤。
步骤五,在再次氧化的栅极103上形成偏移侧墙后,以离子注入20方法对半导体器件衬底101的阱进行轻掺杂,参见图1d。
在图中,省略了偏移侧墙,侧墙一般采用氮化物构成,偏移侧墙的形成是为了在轻掺杂工艺中防止NMOS沟道长度的减小而增加的源漏间电荷穿通的可能性。
当然,在具体实现上,也可以不形成偏移侧墙。
在该步骤中,对于NMOS来说,轻掺杂采用的杂质可以为砷,使得半导体器件衬底101的上表面成为非晶态,减少源漏极间的沟道漏电流效应。
步骤六,由于栅极103在掺杂的过程中受到注入离子的撞击,导致硅结构的晶格发生损伤,为恢复损伤,离子注入20后进行快速热退火处理。
步骤七,参见图1e,对栅极103形成氮氧化物侧墙204后,在半导体器件器件衬底101上就定义出源漏极区域,以离子注入30的方法对栅极103和栅极103两侧的半导体器件衬底101进行掺杂,形成漏极301和源极302。
步骤八,参见图1f,采用自对准硅化物(SAB)的方法沉积钛,形成钛化硅层401,然后进行快速退火处理后,采用化学方法刻蚀掉未反应的钛。
本步骤是为了形成接触孔,可以使得有源区形成金属接触。
这样,就完成了半导体器件的器件层制作。
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