專利名稱：制備半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件日益高度集成化，需要短溝道晶體管加工技術(shù)。然而，因?yàn)樵礃O/漏極擴(kuò)散層的橫向擴(kuò)散，會(huì)產(chǎn)生短溝道效應(yīng)，減少有效溝道長(zhǎng)度。通常，短溝道效應(yīng)會(huì)減少輕摻雜結(jié)區(qū)中的離子注入量，從而使其作用最小化。然而，輕摻雜結(jié)區(qū)中離子注入量的減小會(huì)帶來(lái)因?yàn)闊彷d流子效應(yīng)變得更顯著且輕摻雜結(jié)區(qū)的電阻增加而導(dǎo)致的劣化等問(wèn)題。
此外，由于柵極長(zhǎng)度縮短，發(fā)生窄線效應(yīng)(narrow line effect)。這種窄線效應(yīng)干擾了自對(duì)準(zhǔn)硅化物的形成。自對(duì)準(zhǔn)硅化物的形成受到窄線效應(yīng)的干擾，會(huì)引起柵極電阻增加。這導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的晶體管工作信號(hào)失真，從而降低半導(dǎo)體器件的可靠性。將這種干擾效應(yīng)減至最小的方式是改變用以沉積自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜的金屬層的種類。但是，為改變金屬層的種類應(yīng)當(dāng)使用新設(shè)備。這樣就讓半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率由于引入高成本生產(chǎn)設(shè)施而降低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造具有短溝道晶體管的半導(dǎo)體器件的方法，該制造方法在保持柵極的面積與傳統(tǒng)方法相同的同時(shí)，抑制了短溝道效應(yīng)，其中，在柵極上面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用雙間隔件來(lái)形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上依次形成第一絕緣膜和虛設(shè)柵極；利用該虛設(shè)柵極來(lái)形成輕摻雜結(jié)區(qū)；在該虛設(shè)柵極的側(cè)壁上形成第一間隔件；形成重?fù)诫s結(jié)區(qū)；在形成有該重?fù)诫s結(jié)區(qū)的所述半導(dǎo)體襯底上形成第二絕緣膜，并去除虛設(shè)柵極以形成暴露出一部分第一絕緣膜的空腔；在所述空腔的側(cè)壁上形成第二間隔件；在第二間隔件上依次形成柵極絕緣膜和柵極導(dǎo)體并隨后去除第二絕緣膜和一部分所述柵極絕緣膜；以及在所述柵極導(dǎo)體的頂部和所述輕摻雜結(jié)區(qū)中形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜。


由以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的描述，與本發(fā)明一致的上述特征將會(huì)變得顯而易見(jiàn)，附圖中圖1至圖7以結(jié)構(gòu)剖視圖依次示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法各步驟。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，以使本發(fā)明能夠?yàn)楸景l(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員容易地實(shí)施。然而，本發(fā)明能夠以許多方式實(shí)施，且因此而不應(yīng)局限于本說(shuō)明書(shū)所述實(shí)施例。
在附圖中，為清楚起見(jiàn)放大了層、膜、板、區(qū)域等等的厚度。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。應(yīng)理解的是，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域、或襯底的單元被稱為是在另一單元上時(shí)，該單元可能是直接在另一單元上，也可能存在中間物。相比之下，當(dāng)一個(gè)單元被稱為是直接在另一單元上時(shí)，則不存在中間物。
圖1至圖7是以結(jié)構(gòu)剖視圖依次示出根據(jù)與本發(fā)明一致的實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底制造方法的各步驟。
如圖1所示，第一絕緣膜110和虛設(shè)柵極膜(dummy gate film)120依次沉積在半導(dǎo)體襯底100上。虛設(shè)柵極膜120優(yōu)選由多晶硅形成。在虛設(shè)柵極膜120上涂覆光敏材料來(lái)沉積光敏膜(未示出)。然后，將光敏膜曝光并顯影以形成暴露出一部分虛設(shè)柵極膜120的光敏膜圖案130a。
接下來(lái)，如圖2所示，利用光敏膜圖案130a作為蝕刻掩模來(lái)蝕刻虛設(shè)柵極膜120，從而形成虛設(shè)柵極120a。然后，去除光敏膜圖案130a。
隨后，利用虛設(shè)柵極120a作為掩模，在半導(dǎo)體襯底100上以低濃度注入n型或p型雜質(zhì)離子，從而在虛設(shè)柵極120a兩側(cè)形成輕摻雜結(jié)區(qū)140。然后執(zhí)行熱處理工藝，使得輕摻雜結(jié)區(qū)140能夠以平行于第一絕緣膜110表面的方向，從虛設(shè)柵極120a的下方在兩個(gè)方向上向外擴(kuò)散。
接著，在半導(dǎo)體襯底100和虛設(shè)柵極120a上形成第一氮化物膜(未示出)。然后，以全蝕刻(overall etching)方法蝕刻第一氮化物膜，從而在虛設(shè)柵極120a的側(cè)壁上形成第一間隔件150。
隨后，利用虛設(shè)柵極120a和第一間隔件150作為掩模，以高濃度來(lái)注入n型或p型雜質(zhì)離子，從而形成屬于重?fù)诫s結(jié)區(qū)160的源極160a和漏極160b。然后，執(zhí)行熱處理工藝，使得重?fù)诫s結(jié)區(qū)160能夠從第一間隔件150下方在兩個(gè)方向上水平向外擴(kuò)散。
之后，如圖3所示，在半導(dǎo)體襯底100、虛設(shè)柵極120a以及第一間隔件150上形成第二絕緣膜170。第二絕緣膜170優(yōu)選由正硅酸乙酯(tetra ethylortho silicate，TEOS)、中間溫度氧化物(medium temperature oxide，MTO)、無(wú)摻雜硅玻璃(USG)以及富SiH4氧化物(SiH4-rich oxide)其中任一種形成。之后，通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝將第二絕緣膜170平坦化，直到露出虛設(shè)柵極120a(或者部分虛設(shè)柵極120a)為止。
接下來(lái)，如圖4所示，利用HF:HNO3:H2O的混合溶液作為蝕刻溶液來(lái)去除虛設(shè)柵極120a。然后，在第二絕緣膜170上以及去除了虛設(shè)柵極120a的空腔內(nèi)沉積第二氮化物膜(未示出)。隨后，借助全蝕刻方法，第二氮化物膜在去除了虛設(shè)柵極120a的空腔的側(cè)壁上形成第二間隔件180。
暴露的第一絕緣膜110以及該膜下方的半導(dǎo)體襯底100被進(jìn)一步蝕刻，從而形成第一絕緣膜圖案110a。襯底100被蝕刻的深度大約50至200。通過(guò)這種蝕刻工藝來(lái)蝕刻輕摻雜結(jié)區(qū)的“A”部分，并由此而能夠抑制短溝道效應(yīng)。
此后，如圖5所示，在第二絕緣膜170、第二間隔件180以及暴露的半導(dǎo)體襯底100上依次沉積柵極絕緣膜200和柵極導(dǎo)體210。柵極導(dǎo)體210可由多晶硅形成。
接下來(lái)，通過(guò)CMP工藝將柵極絕緣膜200和柵極導(dǎo)體210平坦化，直到露出第二絕緣膜170為止，如圖5所示。
然后，如圖6所示，利用HF(49％):H2O或NH4F:HF的混合溶液作為蝕刻溶液去除第二絕緣膜170。此時(shí)，由第一間隔件150所覆蓋的一部分第一絕緣膜圖案110a也受到蝕刻。此外，柵極絕緣膜200的“B”部分同樣受到蝕刻。
隨后，如圖7所示，利用鑲嵌工藝，在柵極導(dǎo)體210的頂部、在柵極絕緣膜200的被去除部分“B”對(duì)應(yīng)的位置上以及在輕摻雜結(jié)區(qū)140上形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜300。在柵極絕緣膜200上形成的自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜300至少部分地填充所述柵極絕緣膜的被去除部分。優(yōu)選地，自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜300由選自Co、Ti及Ni構(gòu)成的集合中的任一種形成。
因?yàn)槿コ藮艠O絕緣膜200的“B”部分，在柵極導(dǎo)體210的頂部能夠形成與虛設(shè)柵極120a面積相同的自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜300a。
形成在輕摻雜結(jié)區(qū)140中的自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜300b在擴(kuò)散到半導(dǎo)體襯底100的下部時(shí)，根據(jù)所用金屬的種類，可形成得更寬。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法能夠用雙間隔件制造短溝道晶體管，其中，間隔件分別在虛設(shè)柵極的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁上形成。
此外，通過(guò)蝕刻一部分輕摻雜結(jié)區(qū)能夠抑制短溝道效應(yīng)。
而且，通過(guò)使上面要形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物的柵電極的面積保持與傳統(tǒng)技術(shù)的相同，就能夠形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物而不需引入額外的設(shè)備。
盡管根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下可進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上依次形成第一絕緣膜和虛設(shè)柵極；利用所述虛設(shè)柵極作為掩模來(lái)形成輕摻雜結(jié)區(qū)；在所述虛設(shè)柵極的側(cè)壁上形成第一間隔件；形成重?fù)诫s結(jié)區(qū)；在形成有所述重?fù)诫s結(jié)區(qū)的所述半導(dǎo)體襯底上形成第二絕緣膜，并去除所述虛設(shè)柵極，以形成暴露出至少一部分所述第一絕緣膜的空腔；在所述空腔的側(cè)壁上形成第二間隔件；在所述第二間隔件上依次形成柵極絕緣膜和柵極導(dǎo)體，并隨后去除所述第二絕緣膜和至少一部分所述柵極絕緣膜；以及在所述柵極導(dǎo)體的頂部和所述輕摻雜結(jié)區(qū)中形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述第二間隔件的步驟還包括蝕刻所述第一絕緣膜的暴露部分和位于所述第一絕緣膜的暴露部分之下的至少一部分所述半導(dǎo)體襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中位于所述第一絕緣膜的暴露部分之下的所述部分半導(dǎo)體襯底被蝕刻的深度大約50至200。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜由選自Co、Ti以及Ni構(gòu)成的集合中的任一種形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜的步驟還包括在所述柵極絕緣膜上形成所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜，以使所述自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜至少部分地填充所述柵極絕緣膜的被去除部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一間隔件和所述第二間隔件由氮化物膜形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二絕緣膜由正硅酸乙酯、中間溫度氧化物、無(wú)摻雜硅玻璃、或富SiH4氧化物形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述虛設(shè)柵極通過(guò)含有HF:HNO3:H2O的蝕刻溶液去除。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二絕緣膜通過(guò)含有HF(49％):H2O或NH4F:HF的蝕刻溶液去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用化學(xué)機(jī)械拋光工藝將所述第二絕緣膜平坦化，直到露出一部分所述虛設(shè)柵極為止。
全文摘要
一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體襯底上依次形成第一絕緣膜和虛設(shè)柵極；通過(guò)用虛設(shè)柵極作為掩模來(lái)形成輕摻雜結(jié)區(qū)，在所述虛設(shè)柵極的側(cè)壁上形成第一間隔件，并隨后形成重?fù)诫s結(jié)區(qū)。所述方法還包括在形成有所述重?fù)诫s結(jié)區(qū)的所述半導(dǎo)體襯底上形成第二絕緣膜，并去除虛設(shè)柵極以形成暴露出一部分第一絕緣膜的空腔；在空腔的側(cè)壁上形成第二間隔件；在第二間隔件上依次形成柵極絕緣膜和柵極導(dǎo)體，并隨后去除第二絕緣膜及一部分柵極絕緣膜；并在柵極導(dǎo)體的頂部上和輕摻雜結(jié)區(qū)中形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物膜。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1983532SQ20061016468
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者樸正浩 申請(qǐng)人:東部電子股份有限公司