專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件可包括晶體管，所述晶體管具有在通過LOCOS(硅的局部氧化)工藝或STI(淺溝槽隔離)工藝所限定的器件區(qū)域上形成的源極/漏極和柵極。
例如，半導(dǎo)體襯底可形成有能使器件隔離的隔離層。另外，半導(dǎo)體襯底的器件區(qū)可形成有柵極，所述柵極例如包括柵極氧化物層和多層?xùn)?gatepoly)。例如，可以在多層?xùn)诺膫?cè)壁形成包括絕緣層的間隔件。
另外，在半導(dǎo)體襯底的柵極氧化物層的下部可形成輕摻雜漏極(LDD)，其中注入到所述LDD中的低密度雜質(zhì)可具有與注入到半導(dǎo)體襯底中的雜質(zhì)相反的導(dǎo)電類型。在與LDD相鄰的半導(dǎo)體襯底區(qū)域中可形成源極/漏極，其中注入到所述源極/漏極中的高密度雜質(zhì)可具有與注入到LDD中的雜質(zhì)相同的導(dǎo)電類型。
可以縮小具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，以適應(yīng)半導(dǎo)體器件的高集成度和小型化的需求。然而，由于可能需要執(zhí)行許多工藝來制造具有包含小柵極寬度的LDD結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，所以可能使得半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)工藝復(fù)雜化。
另外，在LDD與柵極重疊的情況下會產(chǎn)生重疊電容(overlapcapacitance)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，半導(dǎo)體器件以及半導(dǎo)體器件的制造方法可降低在柵極與LDD重疊時(shí)產(chǎn)生的重疊電容。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，半導(dǎo)體器件以及半導(dǎo)體器件的制造方法可提供能夠有效降低柵極寬度的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可包括輕摻雜漏極(LDD)，其包括具有第一寬度的空間，并形成在半導(dǎo)體襯底中；溝道區(qū)，其形成在具有所述第一寬度的空間內(nèi)的半導(dǎo)體襯底中；柵極絕緣層，其具有第二寬度，并形成在所述溝道區(qū)上，其中所述第二寬度大于所述第一寬度；柵極，其具有所述第一寬度，并形成在所述柵極絕緣層上；和間隔件，其包括在所述柵極絕緣層的兩側(cè)形成的第一間隔件和在柵極的側(cè)壁形成的第二間隔件。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述輕摻雜漏極在垂直方向上不與所述柵極重疊。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述柵極的外緣與所述輕摻雜漏極的內(nèi)緣基本在垂直方向?qū)?zhǔn)，其中所述柵極絕緣層與所述輕摻雜漏極的一部分重疊。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述柵極絕緣層包括熱氧化物層。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述第二間隔件被配置為與所述第一間隔件和所述柵極絕緣層接觸。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述第二間隔件的形狀為矩形。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述第二間隔件的上表面高度與所述柵極的上表面高度基本相同。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述間隔件的形狀是直角形狀。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述第一間隔件包括氧化物層。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，所述第二間隔件包括氮化硅層。
在本發(fā)明實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體器件的制造方法可包括在半導(dǎo)體襯底的上部依次疊置氧化物層和氮化物層；通過使用具有第一孔圖案的第一掩模層進(jìn)行離子注入工藝，在所述半導(dǎo)體襯底中形成LDD；使用所述氮化物層在所述LDD中心形成溝道區(qū)，其中將所述氮化物層蝕刻掉窄于所述第一孔圖案寬度的寬度；經(jīng)由所述氮化物層的被蝕刻部分進(jìn)行蝕刻工藝來選擇性去除所述溝道區(qū)上的所述氧化物層；在去除所述氧化物層的區(qū)域中形成柵極絕緣層；和在所述柵極絕緣層上的所述氮化物層的被蝕刻部分中形成柵極。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，形成所述輕摻雜漏極的步驟包括如下步驟在所述氮化物層的上部形成具有所述第一孔圖案的所述第一掩模層；通過使用所述第一掩模層進(jìn)行離子注入工藝，在所述半導(dǎo)體襯底上形成所述輕摻雜漏極；和去除所述第一掩模層。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，在所述輕摻雜漏極的中心形成溝道區(qū)的步驟包括如下步驟在所述氮化物層的上部形成具有第二孔圖案的第二掩模層，其中所述第二孔圖案的寬度窄于所述第一孔圖案的寬度；在使用所述第二掩模層對所述氮化物層進(jìn)行選擇性蝕刻之后，去除所述第二掩模層；和使用經(jīng)蝕刻的氮化物層作為掩模，注入具有與用于形成所述輕摻雜漏極的離子導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型的離子。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，還包括如下步驟使用第三掩模形成間隔件，其中所述第三掩模的寬度窄于所述第一孔圖案的寬度，并寬于所述第二孔圖案的寬度。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，形成所述間隔件的步驟包括如下步驟為了形成所述柵極，利用導(dǎo)電層對所述柵極絕緣層和所述氮化物層的被蝕刻部分進(jìn)行間隙填充；通過對所述導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化處理，在所述柵極絕緣層上的所述氮化物層的被蝕刻部分中形成填充了間隙的柵極；形成所述第三掩模層，其中所述第三掩模層的寬度窄于所述第一孔圖案的寬度，并寬于所述第二孔圖案的寬度；通過使用所述第三掩模層進(jìn)行蝕刻工藝來選擇性地蝕刻所述氮化物層和所述氧化物層；和去除所述第三掩模層。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，形成所述柵極的步驟包括利用導(dǎo)電層對所述柵極絕緣層和所述氮化物層的被蝕刻部分進(jìn)行間隙填充；和通過對所述導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化處理，在所述柵極絕緣層上的所述氮化物層的被蝕刻部分中形成填充了間隙的柵極。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，將所述經(jīng)蝕刻的氮化物層用作停止層，以形成所述柵極。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，通過濕蝕刻工藝來執(zhí)行選擇性地去除所述氧化物層的處理。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，形成所述柵極絕緣層的步驟包括形成熱氧化物層。
優(yōu)選地，在根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法中，所述熱氧化物層寬于所述溝道區(qū)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的實(shí)例性剖視圖；和圖2至8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的實(shí)例性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括LDD 18，其在垂直方向上可不與柵極14重疊。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括半導(dǎo)體襯底10。
在半導(dǎo)體襯底10的隔離區(qū)中可形成柵極氧化物層12，其可以是柵極絕緣層。另外，柵極氧化物層12可包括熱氧化物層。
在柵極氧化物層12的上部可形成柵極14，在柵極14和柵極氧化物層12兩側(cè)可形成間隔件16。
間隔件16可包括在柵極氧化物層12兩側(cè)形成的第一間隔件16a和在柵極14側(cè)壁形成的第二間隔件16b。
第二間隔件16b的上表面高度可以與柵極14的上表面高度相同。因此，柵極14的頂面可以與第二間隔件16b的頂面存在于相同平面。另外，第二間隔件16b的上表面可以是平坦的。
第二間隔件16b可以與第一間隔件16a和柵極氧化物層12接觸。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第二間隔件16b可以形成在第一間隔件16a和一部分柵極氧化物層12上。
另外，第二間隔件16b可為矩形，或?yàn)榛揪匦巍Ｔ诒景l(fā)明實(shí)施例中，第二間隔件16b可為直角形狀，或?yàn)榛局苯切螤?。例如，在本發(fā)明實(shí)施例中，頂面和底面可與側(cè)面垂直。
柵極14可包括多晶硅，第一間隔件16a可以是氧化物層。另外，第二間隔件16b可包括氮化硅(SiN)層。
另外，在半導(dǎo)體襯底10中，LDD 18可形成在柵極氧化物層12的下部。LDD 18可圍繞溝道區(qū)20形成。溝道區(qū)20可具有與柵極14的寬度相同的寬度。柵極氧化物層12可形成為寬于溝道區(qū)20和柵極14，其中溝道區(qū)20和柵極14可具有相同寬度。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，LDD 18可以不與柵極重疊。因此，能夠降低所產(chǎn)生的重疊電容。
另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，由于可減小柵極寬度，所以能夠形成包括具有微細(xì)線寬的柵極的半導(dǎo)體器件。
以下，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法。
參照圖2，氧化物層16a’和氮化物層16b’可依次疊置在半導(dǎo)體襯底10的上部。氮化物層16b’可包括氮化硅層。
接下來，可在氮化物層16b’的上部形成第一掩模層M1。第一掩模層M1可用于例如用以形成LDD 18的離子注入工藝。另外，可通過在氮化物層16b’的上部涂覆光致抗蝕劑，形成光致抗蝕劑層，然后對于該光致抗蝕劑層執(zhí)行曝光和顯影工藝，以形成第一掩模層M1。
可對第一掩模層M1進(jìn)行處理以使其包括第一孔圖案H1。
參照圖3，例如通過使用第一掩模層M1來執(zhí)行離子注入工藝。
因此，可將離子注入到半導(dǎo)體襯底10的一部分，在該部分中可形成第一掩模層M1的第一孔圖案H1，從而可在半導(dǎo)體襯底10中形成LDD區(qū)域18’。
參照圖4，可去除第一掩模層M1，并且可在氮化物層16b’的上部形成第二掩模層M2。
掩模層M2可包括第二孔圖案H2，其用于形成溝道區(qū)20并限定柵極14的寬度，并且第二孔圖案H2可形成為窄于第一孔圖案H1。
參照圖5，例如通過使用第二掩模層M2來執(zhí)行蝕刻工藝，從而可選擇性蝕刻氮化物層16b’。然后，可去除第二掩模層M2。
通過使用第二掩模層M2進(jìn)行蝕刻工藝，例如可在氮化物層16b’中創(chuàng)建孔圖案H2’形式的空間，其中在該空間中可隨后形成柵極14，其中例如將所述氮化物層蝕刻掉窄于所述第一孔圖案H1寬度的寬度。
隨后，例如可利用經(jīng)選擇性蝕刻的氮化物層16b’來執(zhí)行離子注入工藝。
在離子注入工藝期間可注入這樣的離子，例如這些離子具有與在形成LDD區(qū)域18’時(shí)已注入的離子的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型。
因此，可在半導(dǎo)體襯底10中形成溝道區(qū)20，并且在溝道區(qū)20的附近可形成LDD 18。
參照圖6，例如可經(jīng)由氮化物層16b’的被蝕刻部分來執(zhí)行蝕刻工藝，從而可選擇性去除氧化物層16a’。
例如通過濕蝕刻工藝來去除氧化物層16a’的一部分。被去除的氧化物層16a’的那部分寬度比已被選擇性蝕刻的氮化物層16b’的孔圖案H2’的寬度寬。
參照圖7，例如通過熱氧化工藝可在已去除氧化物層16a’的那部分中形成包括熱氧化物層的柵極氧化物層12。
之后，在所形成的結(jié)構(gòu)上可沉積多晶硅，從而可形成導(dǎo)電層14’，其中利用導(dǎo)電層14’填充孔圖案H2’的間隙。例如通過使用氮化物層16a作為停止層，可執(zhí)行平坦化工藝(例如，化學(xué)機(jī)械拋光工藝)，從而對導(dǎo)電層14’進(jìn)行平坦化處理。
參照圖8，在氮化物層16b’的孔圖案H2’中可形成柵極14。
然后，在已經(jīng)過選擇性蝕刻的柵極14和氮化物層16b’的上部可形成第三掩模層M3。
第三掩模層M3可用于在柵極14的側(cè)壁形成多個(gè)間隔件16。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第三掩模層M3可形成為窄于第一掩模層M1的第一孔圖案H1，并寬于第二掩模層M2的第二孔圖案H2。
例如通過使用第三掩模層M3可蝕刻然后可去除已被選擇性蝕刻的氮化物層16b’和氧化物層16a’。在本發(fā)明實(shí)施例中，可使用此工藝來制造具有圖1中所示結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過使用第一掩模層進(jìn)行離子注入工藝可形成LDD區(qū)域，以及通過使用第二掩模層進(jìn)行離子注入工藝可形成溝道區(qū)。在本發(fā)明實(shí)施例中，在用于形成溝道區(qū)的離子注入工藝中，可注入這樣的離子，其具有與在形成LDD區(qū)域時(shí)注入的離子的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型。
另外，在氮化物層中形成與第二掩模層的第二孔圖案相同的孔圖案之后，在該孔圖案中可形成柵極。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，由于LDD可不與柵極重疊，所以可減少在現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的重疊電容，以及可減少柵極寬度。因此，能夠制造具有微細(xì)線寬的柵極。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可減少制造半導(dǎo)體器件所需的步驟的數(shù)量。因此，能夠提高半導(dǎo)體器件的產(chǎn)量。
顯而易見，所述領(lǐng)域技術(shù)人員清楚可以對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變。因此，應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明實(shí)施例覆蓋落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種修改和改變。還應(yīng)該理解，當(dāng)提到一層位于另一層或襯底上或上方時(shí)，該層可能直接位于該另一層或襯底上，或者也可能存在中間層。
權(quán)利要求
1.一種器件，包括輕摻雜漏極，其包括具有第一寬度的空間，并形成在半導(dǎo)體襯底中；溝道區(qū)，其形成在具有所述第一寬度的空間內(nèi)的半導(dǎo)體襯底中；柵極絕緣層，其具有第二寬度，并形成在所述溝道區(qū)上，其中所述第二寬度大于所述第一寬度；柵極，其具有所述第一寬度，并形成在所述柵極絕緣層上；和間隔件，其包括在所述柵極絕緣層的兩側(cè)形成的第一間隔件和在所述柵極的側(cè)壁形成的第二間隔件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述輕摻雜漏極在垂直方向上不與所述柵極重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述柵極的外緣與所述輕摻雜漏極的內(nèi)緣基本在垂直方向?qū)?zhǔn)，其中所述柵極絕緣層與所述輕摻雜漏極的一部分重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述柵極絕緣層包括熱氧化物層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述第二間隔件被配置為與所述第一間隔件和所述柵極絕緣層接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述第二間隔件的形狀為矩形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述第二間隔件的上表面高度與所述柵極的上表面高度基本相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述間隔件的形狀是直角形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中所述第一間隔件包括氧化物層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中所述第二間隔件包括氮化硅層。
11.一種方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體襯底的上部依次形成氧化物層和氮化物層；通過使用具有第一孔圖案的第一掩模層進(jìn)行離子注入工藝，在所述半導(dǎo)體襯底中形成輕摻雜漏極；使用所述氮化物層在所述輕摻雜漏極的中心形成溝道區(qū)，所述溝道區(qū)具有窄于所述第一孔圖案的寬度，其中將所述氮化物層蝕刻掉窄于所述第一孔圖案的寬度；經(jīng)由所述氮化物層的被蝕刻部分進(jìn)行蝕刻工藝來選擇性去除所述溝道區(qū)上的所述氧化物層；在去除所述氧化物層的區(qū)域中形成柵極絕緣層；和在所述柵極絕緣層上的所述氮化物層的被蝕刻部分中形成柵極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述輕摻雜漏極的步驟包括如下步驟在所述氮化物層的上部形成具有所述第一孔圖案的所述第一掩模層；通過使用所述第一掩模層進(jìn)行離子注入工藝，在所述半導(dǎo)體襯底上形成所述輕摻雜漏極；和去除所述第一掩模層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述輕摻雜漏極的中心形成溝道區(qū)的步驟包括如下步驟在所述氮化物層的上部形成具有第二孔圖案的第二掩模層，其中所述第二孔圖案的寬度窄于所述第一孔圖案的寬度；在使用所述第二掩模層對所述氮化物層進(jìn)行選擇性蝕刻之后，去除所述第二掩模層；和使用經(jīng)蝕刻的氮化物層作為掩模，注入具有與用于形成所述輕摻雜漏極的離子導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型的離子。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括如下步驟使用第三掩模形成間隔件，其中所述第三掩模的寬度窄于所述第一孔圖案的寬度，并寬于所述第二孔圖案的寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中形成所述間隔件的步驟包括如下步驟為了形成所述柵極，利用導(dǎo)電層對所述柵極絕緣層和所述氮化物層的被蝕刻部分進(jìn)行間隙填充；通過對所述導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化處理，在所述柵極絕緣層上的所述氮化物層的被蝕刻部分中形成填充了間隙的柵極；形成所述第三掩模層，其中所述第三掩模層的寬度窄于所述第一孔圖案的寬度，并寬于所述第二孔圖案的寬度；通過使用所述第三掩模層進(jìn)行蝕刻工藝來選擇性地蝕刻所述氮化物層和所述氧化物層；和去除所述第三掩模層。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述柵極的步驟包括利用導(dǎo)電層對所述柵極絕緣層和所述氮化物層的被蝕刻部分進(jìn)行間隙填充；和通過對所述導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化處理，在所述柵極絕緣層上的所述氮化物層的被蝕刻部分中形成填充了間隙的柵極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中將所述經(jīng)蝕刻的氮化物層用作停止層，以形成所述柵極。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中通過濕蝕刻工藝來執(zhí)行選擇性地去除所述氧化物層的處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述柵極絕緣層的步驟包括形成熱氧化物層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述熱氧化物層寬于所述溝道區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，半導(dǎo)體器件可包括LDD，其包括具有第一寬度的空間，并形成在半導(dǎo)體襯底中；溝道區(qū)，其形成在具有所述第一寬度的空間內(nèi)的半導(dǎo)體襯底中；柵極絕緣層，其具有第二寬度，并形成在所述溝道區(qū)上，其中所述第二寬度大于所述第一寬度；柵極，其具有所述第一寬度，并形成在所述柵極絕緣層上；和間隔件，其包括在所述柵極絕緣層的兩側(cè)形成的第一間隔件和在所述柵極的側(cè)壁形的第二間隔件。
文檔編號H01L21/336GK1983636SQ200610164689
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
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