[发明专利]CMOS的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）的制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，为实现高密度、高性能的大规模集成电路,半导体器件尺寸也持续的缩小。伴随器件尺寸的减小，以CMOS为例，源极、漏极以及栅极的电阻值亦相对提高。为了降低电阻值，现有技术中广泛采用低电阻值的金属硅化物用于CMOS的栅极、源极和漏极上，其中，较为常见的制造方法为自对准金属硅化物（Self-Aligned Silicide，Salicide）技术。

图1a~图1c是典型自对准金属硅化物工艺流程的结构示意图，如图1a所示，提供半导体衬底10，如单晶硅衬底，衬底10上预定义有NMOS和PMOS区域，在半导体衬底10上形成隔离结构11，接着依次沉积氧化层12和多晶硅层13经过刻蚀，以在NMOS和PMOS区域形成栅极结构14和15，再于栅极结构14和15的两侧形成侧壁16，并进行离子注入形成源/漏极区17；参照图1b，在半导体衬底10上形成金属层18，金属层18覆盖半导体衬底10表面、栅极结构14和15以及侧壁16，执行快速热退火，使得金属层18与栅极结构14和15、源/漏极区17的硅反应生成金属硅化物19；如图1c所示，生成金属硅化物19后，去除未反应的残余金属层18，仅保留栅极结构14和15以及源/漏极区17上的金属硅化物19。

但是以现有的自对准金属硅化物技术制造CMOS时，对于NMOS而言，其栅极的杂质会影响金属硅化物的形成，当进行快速退火时，若温度较低则难以在NMOS栅极上形成金属硅化物；对于PMOS而言，若快速退火温度过高，又会使其栅极的多晶硅渗出，造成侧扩散，导致位于PMOS栅极侧壁的表面上亦生成硅化钛，进而导致将使得源/漏极区、栅极侧壁与栅极之间形成桥接的金属硅化物，造成PMOS的短路，使得CMOS失效。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种CMOS的制造方法，以解决NMOS栅极不能有效地形成金属硅化物，且PMOS栅极多晶硅在形成金属硅化物时产生的侧扩散的问题。

本发明采用的技术手段如下：一种CMOS的制造方法，包括：

提供预定义有NMOS区域及PMOS区域的衬底，并在NMOS区域及PMOS区域之间形成隔离结构；

在所述衬底上依次形成氧化层、多晶硅层和硬掩膜层，图案化所述硬掩膜层并对所述多晶硅层及氧化层进行刻蚀，以分别形成NMOS及PMOS的栅极结构；

形成覆盖PMOS栅极结构和PMOS栅极结构上硬掩膜层的阻挡层，暴露NMOS栅极结构及NMOS栅极结构上的硬掩膜层，并刻蚀去除所述NMOS栅极结构上的硬掩膜层；

去除所述阻挡层，并形成覆盖所述NMOS栅极结构表面、PMOS栅极结构表面、PMOS栅极结构上的硬掩膜层表面的绝缘层；

干法刻蚀所述绝缘层，以在所述NMOS栅极结构两侧形成第一侧壁，在所述PMOS栅极结构及PMOS栅极结构上的硬掩膜层两侧形成第二侧壁，其中，所述第一侧壁的高度低于所述NMOS栅极结构高度，所述第二侧壁的高度高于所述PMOS栅极结构的高度；

刻蚀去除所述PMOS栅极结构上的硬掩膜层；

以所述NMOS栅极结构、第一侧壁、PMOS栅极结构和第二侧壁作为阻挡，对所述衬底进行离子注入以形成NMOS和PMOS的源/漏极区；

沉积金属层，以覆盖所述衬底表面、NMOS栅极结构表面、第一侧壁表面、PMOS栅极结构表面和第二侧壁表面，并退火以形成金属硅化物；

刻蚀去除剩余的所述金属层。

进一步，所述阻挡层为光刻胶，其中，形成覆盖PMOS栅极结构和PMOS栅极结构上硬掩膜层的阻挡层，暴露NMOS栅极结构及NMOS栅极结构上的硬掩膜层的步骤包括：

在所述衬底表面、NMOS栅极结构及NMOS栅极结构上的硬掩膜层表面、PMOS栅极结构和PMOS栅极结构上的硬掩膜层表面涂覆光刻胶；

图案化所述光刻胶，以暴露NMOS栅极结构及NMOS栅极结构上的硬掩膜层；

去除所述阻挡层的步骤包括灰化去除覆盖PMOS栅极结构和PMOS栅极结构上硬掩膜层的光刻胶。

进一步，所述硬掩膜层和绝缘层的材料为氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、无定形碳其中的一种或组合。

进一步，所述硬掩膜的厚度为100至1000埃。