專利名稱：具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種金氧半場效元件的制造方法，特別是有關(guān)具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法。


圖1A至圖1C系顯示傳統(tǒng)的閘極補償側(cè)壁層的制程剖面圖。首先提供一半導(dǎo)體基底10及其上具有一閘極電極12。其中閘極電極12具有一閘極氧化物層14及一導(dǎo)體閘極16，如圖1A所示。閘極氧化物層14一般為氧化矽層。導(dǎo)體閘極16一般為復(fù)晶矽層。
然后，請參照圖1B，于閘極電極12側(cè)壁形成導(dǎo)體閘極側(cè)壁層18。導(dǎo)體閘極側(cè)壁層18一般為具有固定厚度，如150埃。
請參照圖1C，使用離子布植于半導(dǎo)體基底10中形成擴展源極和汲極20。然后，再于閘極電極12的側(cè)壁上形成側(cè)壁層22。最后，使用離子布植于半導(dǎo)體基底10中形成源極和汲極24。
上述傳統(tǒng)制程中元件的通道長度在復(fù)晶矽閘極蝕刻后就被固定了，而在0.13微米以下制程很難籍由微影制程來控制復(fù)晶矽閘極的臨界尺寸。由于復(fù)晶矽閘極的臨界尺寸不精確，會造成電性的不穩(wěn)定性且難以補救，因而使得元件制程發(fā)展的尺寸縮小化難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，能夠改善復(fù)晶矽閘極的臨界尺寸變化對元件電性造成的不穩(wěn)定性，進而改善元件電性。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法首先，提供一半導(dǎo)體基底。其次，依據(jù)一臨界尺寸形成一閘極電極于該半導(dǎo)體基底上，其中該閘極電極具有一閘極氧化物層及一導(dǎo)體閘極。接著量測該導(dǎo)體閘極的實際尺寸。之后，依據(jù)該導(dǎo)體閘極的實際尺寸決定后續(xù)形成的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的一特定厚度，以降低該金氧半場效元件受該導(dǎo)體閘極的臨界尺寸所影響的電性變化。最后，于該閘極電極側(cè)壁形成具有該特定厚度的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層。
本發(fā)明籍由決定導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的厚度以控制金氧半場效元件的穩(wěn)定性及改善元件的電性，且導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的厚度可以即時調(diào)整，且有助于蝕刻后所造成的臨界尺寸偏差，因而可使得元件制程發(fā)展的尺寸縮小化得以實現(xiàn)。
符號說明10、100一半導(dǎo)體基底；12、102一閘極電極；14、104一閘極氧化物層；16、106一導(dǎo)體閘極；108一導(dǎo)體閘極的實際尺寸；18、110一導(dǎo)體閘極側(cè)壁層；20、112一擴展源極和汲極；22、114一側(cè)壁層；24、116一源極和汲極。
具體實施例方式
首先，請參照圖2，金氧半場效元件的源/汲極電流(Ids)可籍由調(diào)整補償側(cè)壁層的厚度來控制。在復(fù)晶矽閘極蝕刻后的臨界尺寸偏差造成復(fù)晶矽閘極具有不同的源/汲極電流。如圖2所示，當(dāng)蝕刻后的臨界尺寸等于0.092至0.097微米時，則使用170埃的補償側(cè)壁層來補償復(fù)晶矽閘極，而將源/汲極電流調(diào)整到520至580μA/μm，如區(qū)域R20所示。當(dāng)蝕刻后的臨界尺寸等于0.097至0.102微米時則使用160埃的補償側(cè)壁層來補償復(fù)晶矽閘極，而將源/汲極電流調(diào)整到520至上580μA/μm，如區(qū)域R22所示。
當(dāng)蝕刻后的臨界尺寸等于0.102至0.107微米時，則使用150埃的補償側(cè)壁層來補償復(fù)晶矽閘極，而將源/汲極電流調(diào)整到520至580μA/μm，如區(qū)域R24所示。當(dāng)蝕刻后的臨界尺寸等于0.107至0.112微米時，則使用140埃的補償側(cè)壁層來補償復(fù)晶矽閘極，而將源/汲極電流調(diào)整到520至580pμA/μm，如區(qū)域R26所示。當(dāng)蝕刻后的臨界尺寸等于0.112至0.117微米時，則使用130埃的補償側(cè)壁層來補償復(fù)晶矽閘極，而將源/汲極電流調(diào)整到520至580μA/μm，如區(qū)域R28所示。因此，本發(fā)明揭示一種決定導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的厚度以控制金氧半場效元件的穩(wěn)定性的方法。
請參照圖3A，本發(fā)明實施例首先提供一半導(dǎo)體基底100。其次，依據(jù)一臨界尺寸形成一閘極電極102于半導(dǎo)體基底100上，其中閘極電極102具有一閘極氧化物層104及一導(dǎo)體閘極106。閘極氧化物層104較佳為氧化矽層。導(dǎo)體閘極106較佳為復(fù)晶矽層。
然后，請參照圖3B，量測導(dǎo)體閘極106的實際尺寸108。
如在圖2中所說明的，元件的電性可籍由調(diào)整補償側(cè)壁層的厚度來控制，因此，依據(jù)導(dǎo)體閘極106的實際尺寸108決定后續(xù)形成的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的一特定厚度，以降低金氧半場效元件受導(dǎo)體閘極106的臨界尺寸所影響的電性變化。
然后，請參照圖3C，于閘極電極102側(cè)壁形成具有該特定厚度的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層110。再者，請參照圖3D，當(dāng)為較薄的閘極電極120其具有一閘極氧化物層122及一導(dǎo)體閘極124時，請參照圖3E，則于閘極電極120側(cè)壁形成具有較厚的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層126。請參照圖3F，當(dāng)為較厚的閘極電極130其具有一閘極氧化物層132及一導(dǎo)體閘極134時，請參照圖3G，則于閘極電極130側(cè)壁形成具有較薄的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層136。導(dǎo)體閘極側(cè)壁層110、126及136較佳為氧化矽、氮氧化矽或氨化矽層。
導(dǎo)體閘極側(cè)壁層110的形成方法首先是于半導(dǎo)體基底100及閘極電極102上形成一介電層(未顯示)。介電層較佳為氧化矽、氮氧化矽或氮化矽層。之后，去除半導(dǎo)體基底100上的部分介電層則完成導(dǎo)體閘極側(cè)壁層110。去除部分介電層可使用非等向性蝕刻法。
請參照圖3H，使用離子布植于半導(dǎo)體基底100中形成擴展源極和汲極112。然后，再于閘極電極102的側(cè)壁上形成側(cè)壁層114。最后，使用離子布植于半導(dǎo)體基底100中形成源極和汲極116。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求范圍所界定為準。
權(quán)利要求
1.一種具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底；依據(jù)一臨界尺寸形成一閘極電極于該半導(dǎo)體基底上，其中該閘極電極具有一閘極氧化物層及一導(dǎo)體閘極；量測該導(dǎo)體閘極的實際尺寸；依據(jù)該導(dǎo)體閘極的實際尺寸決定后續(xù)形成的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的一特定厚度，以降低該金氧半場效元件受該導(dǎo)體閘極的臨界尺寸所影響的電性變化；以及于該閘極電極側(cè)壁形成具有該特定厚度的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層。
2.如權(quán)利要求1所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于更包括使用離子布植于該半導(dǎo)體基底中形成擴展源極和汲極。
3.如權(quán)利要求1所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于更包括于該閘極電極的側(cè)壁上形成側(cè)壁層。
4.如權(quán)利要求1所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于更包括使用離子布植于該半導(dǎo)體基底中形成源極和汲極。
5.如權(quán)利要求1所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于該導(dǎo)體閘極系由復(fù)晶矽構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于該導(dǎo)體閘極側(cè)壁層系由氧化矽、氮氧化矽或氮化矽構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于形成該導(dǎo)體閘極側(cè)壁層更包括下列步驟于該半導(dǎo)體基底及該閘極電極上形成一介電層；以及去除該半導(dǎo)體基底上的部分介電層。
8.如權(quán)利要求7所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于該介電層系由氧化矽、氮氧化矽或氮化矽構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法，其特征在于去除該半導(dǎo)體基底上的部分介電層系使用非等向性蝕刻法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有改良穩(wěn)定性的金氧半場效元件的制造方法。首先，提供一半導(dǎo)體基底。其次，依據(jù)一臨界尺寸形成一閘極電極于該半導(dǎo)體基底上，其中該閘極電極具有一閘極氧化物層及一導(dǎo)體閘極。接著，量測該導(dǎo)體閘極的實際尺寸。之后，依據(jù)該導(dǎo)體閘極的實際尺寸決定后續(xù)形成的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層的一特定厚度，以降低該金氧半場效元件受該導(dǎo)體閘極的臨界尺寸所影響的電性變化。最后，于該閘極電極側(cè)壁形成具有該特定厚度的導(dǎo)體閘極側(cè)壁層。
文檔編號H01L21/02GK1453838SQ0211860
公開日2003年11月5日 申請日期2002年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月25日
發(fā)明者王騰鋒, 陳隆, 徐震球 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司