專利名稱：柵極側(cè)壁層的制造方法及半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柵極側(cè)壁層
(Sidewall Spacer)的制造方法及半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
金屬氧化物半導(dǎo)體器件具有高相應(yīng)速率、低功耗等特點(diǎn)而被廣泛的 應(yīng)用于存儲(chǔ)、數(shù)碼、電腦、通訊等領(lǐng)域。 一般的，金屬氧化物半導(dǎo)體器 件具有柵極、源極和漏極，通過(guò)柵極控制源極和漏極之間的導(dǎo)通與截止。 在柵極的側(cè)壁設(shè)置有柵極側(cè)壁層，柵極側(cè)壁層用于保護(hù)柵極以及柵極以 下的導(dǎo)電溝道。柵極側(cè)壁層一般由絕緣的氧化硅或氮化硅或者兩者的堆 疊構(gòu)成。
在O. 18um及更高的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，作為柵極側(cè)壁層的氧化硅一般由硅烷 和氧氣在400度的溫度下通過(guò)化學(xué)氣相沉積而形成，氮化硅由二氯硅烷 (SiH2Cl2)和氨氣在較高的溫度(700至800。C )的溫度下通過(guò)低壓化學(xué) 氣相沉積而形成。
隨著半導(dǎo)體制造工藝向更小的工藝節(jié)點(diǎn)(例如90nm、 65nm或45nm) 發(fā)展，金屬氧化物半導(dǎo)體器件的結(jié)深也越來(lái)越淺，相應(yīng)的熱預(yù)算也需要 降低，以避免對(duì)形成的金屬氧化物半導(dǎo)體器件的性能產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)的 高溫下形成柵極側(cè)壁層的方法面臨著較大的挑戰(zhàn)。
專利公開號(hào)為CN 1783437 A (
公開日2006年6月7日)的中國(guó)專利申 請(qǐng)文件公開了 一種在較低的溫度下形成柵極側(cè)壁層的方法。在其公開的 方法中，采用三叔丁氨基硅烷(BTBAS, C8H22N2Si)作為先驅(qū)物來(lái)形成 氧化硅和氮化硅，其中，在形成氧化硅時(shí)，采用BTBAS和氧氣在較低的 溫度下反應(yīng)；在形成氮化硅時(shí)，采用BTBAS和氨氣在較低的溫度下反應(yīng)。
雖然采用BTBAS作為先驅(qū)物來(lái)形成柵極側(cè)壁層可降低熱預(yù)算，但是 仍然有如下問(wèn)題。
如圖1至2所示的釆用BTBAS作為先驅(qū)物形成氧化硅-氮化硅疊層結(jié) 構(gòu)(Oxide-Nitride， ON結(jié)構(gòu))的棚-極側(cè)壁層的剖面示意圖。
如圖1所示，提供具有4冊(cè)極12的半導(dǎo)體襯底10，在所述半導(dǎo)體襯底IO
和柵極12表面形成氧化硅層14,形成氧化硅層14的反應(yīng)物質(zhì)包括BTBAS 和氧氣，形成方法為化學(xué)氣相沉積；
接著，在所述氧化硅層14上形成氮化硅層16,形成氮化硅層16的反 應(yīng)物質(zhì)為BTBAS和氨氣，形成的方法為化學(xué)氣相沉積。
如圖2所示，通過(guò)刻蝕去除所述半導(dǎo)體襯底10表面和4冊(cè)極12上的氧化 硅層14和氮化硅層16,僅保留所述柵極12側(cè)壁的氧化硅層14a和氮化硅層 16a，形成4冊(cè)極側(cè)壁層。
然而，在后續(xù)的采用氫氟酸清洗所述半導(dǎo)體襯底表面時(shí)(例如在形 成金屬硅化物接觸時(shí))，會(huì)造成柵極側(cè)壁層底部凹陷的缺陷，如圖3所示 的凹陷14b,所述凹陷14b是由于氫氟酸在橫向?qū)λ鲅趸鑼?4a的腐蝕 所致。所述凹陷14b會(huì)導(dǎo)致形成的金屬氧化硅半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電溝道變 短，容易引起源極和漏極之間漏電流問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種柵極側(cè)壁層的制造方法及半導(dǎo)體器件的制造方法， 本發(fā)明可改善或消除柵極側(cè)壁層底部的凹陷的問(wèn)題。
本發(fā)明提供的一種柵極側(cè)壁層的形成方法，包括
提供具有柵極的半導(dǎo)體襯底；
在所述半導(dǎo)體襯底和柵極的表面形成第一氧化硅層；
以六氯硅烷作為前驅(qū)物，在所述第一氧化硅層上形成第一氮化硅
層；
選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化^5圭層，保留所述柵極側(cè)壁 的第 一氧化硅層和第 一氮化硅層。 可選的，進(jìn)一步包括
在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前， 在所述第 一氮化硅層上形成第二氧化硅層；
并選擇性去除部分第二氧化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氧化硅
層。
可選的，進(jìn)一步包括
在選擇性去除部分第二氧化硅層之前， 在所述第二氧化硅層上形成第二氮化硅層；
并選擇性去除部分第二氮化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氮化硅
層；
其中，形成所述第二氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
可選的，進(jìn)一步包括
在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前，
在所述第 一 氮化硅層上形成至少 一 氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)
構(gòu)；
并選擇性去除部分氧化^5圭層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)，保留所述4冊(cè)極
側(cè)壁的氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；
其中，形成氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
可選的，形成所述第 一氮化硅層的工藝和形成所述第 一氧化硅層的 工藝在同一工藝腔中原位進(jìn)行或在不同的設(shè)備中分別進(jìn)行。 可選的，所述六氯石圭烷的流量為5sccm至200sccm。
可選的，形成所述第一氮化硅層反應(yīng)物質(zhì)還包括氨氣，所述氨氣的 流量為50sccm至5slm。
可選的，形成所述第一氮化硅層的溫度為400。C至60(TC,壓力為 0.1至5Torr。
可選的，形成所述第一氧化硅層的第一反應(yīng)物質(zhì)為BTBAS,第二 反應(yīng)物質(zhì)為氧氣或氮氧化合物。
可選的，形成所述第一氧化硅層的第一反應(yīng)物質(zhì)為TEOS,第二反 應(yīng)物質(zhì)為氧氣或臭氧。
可選的，形成所述第一氧化硅層的第一反應(yīng)物質(zhì)為硅烷，第二反應(yīng) 物質(zhì)為氧氣。
可選的，進(jìn)一步包括在形成第一氧化硅層之前，對(duì)所述柵極執(zhí)行氧化工藝。
可選的，進(jìn)一步包括:在執(zhí)行氧化工藝之后，在形成第一氧化硅層 之前，在所述柵極側(cè)壁形成第三氮化石圭層。
可選的，進(jìn)一步包括在形成第三氮化硅層之后，形成第一氧化硅 之前，對(duì)所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底寺丸行輕4參雜工藝。
本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括
提供具有柵極的半導(dǎo)體襯底；
對(duì)所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底執(zhí)行輕摻雜工藝；
在所述半導(dǎo)體襯底和柵才及表面形成第一氧化硅層；
以六氯硅烷作為前驅(qū)物，在所述第一氧化硅層上形成第一氮化硅層；
選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層，并保留所述柵極側(cè) 壁的第一氧化硅層和第一氮化硅層，形成柵極側(cè)壁層；
以所述柵極側(cè)壁層作為掩膜阻擋層，對(duì)所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底 執(zhí)行重?fù)诫s工藝，形成源極和漏極。 可選的，進(jìn)一步包括
在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前， 在所述第一氮化硅層上形成第二氧化硅層；
并選擇性去除部分第二氧化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氧化硅層。
可選的，進(jìn)一步包括
在選擇性去除部分第二氧化硅層之前，
在所述第二氧化硅層上形成第二氮化硅層；
并選擇性去除部分第二氮化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氮化硅層；
其中，形成所述第二氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
可選的，進(jìn)一步包括
在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前，
在所述第 一 氮化硅層上形成至少 一氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)
構(gòu)；
并選擇性去除部分氧化^f圭層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)，保留所述4冊(cè)極
側(cè)壁的氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；
其中，形成氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
可選的，形成所述第 一氮化硅層的工藝和形成所述第 一氧化硅層的 工藝在同一工藝腔中原位進(jìn)行或在不同的設(shè)備中分別進(jìn)行。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)以六氯硅烷作為前驅(qū)物形成第一氮化硅層， 一方面，形成的第 一氮化硅層的膜層致密性高，與第一氧化硅層具有很好的粘附性，從而 可以保護(hù)所述第一氧化硅層，在形成ON結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)壁層后，減小后 續(xù)的腐蝕工藝在橫向?qū)艠O側(cè)壁層中的第 一 氧化硅層的腐蝕，可改善或 消除柵極側(cè)壁層底部凹陷的缺陷，可以減小形成的器件的漏電流，提高 器件的穩(wěn)定性； 一方面以六氯硅烷作為前驅(qū)物形成第一氮化硅層，可降 低熱預(yù)算，減小在形成第 一 氮化硅層時(shí)對(duì)輕摻雜區(qū)的影響；
此外，六氯硅烷作為前驅(qū)物形成第一氮化硅層的工藝和形成第一氧 化硅層的工藝可以原位進(jìn)行，可簡(jiǎn)化工藝步驟，減小半導(dǎo)體襯底搬運(yùn)的 次數(shù)，可節(jié)省時(shí)間，并減小;陂污染的幾率。


圖1至2為現(xiàn)有的一種采用BTBAS作為先驅(qū)物形成氧化硅-氮化硅 疊層(ON結(jié)構(gòu))4冊(cè)極側(cè)壁層的方法相應(yīng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖3為現(xiàn)有的具有底部凹陷的ON結(jié)構(gòu)的柵4及側(cè)壁層的剖面結(jié)構(gòu)示 意圖4為本發(fā)明的柵極側(cè)壁層的形成方法的實(shí)施例的流程圖5為具有柵極的半導(dǎo)體襯底的剖面結(jié)構(gòu)示意圖6為對(duì)所述柵極執(zhí)行氧化工藝后形成的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖7為執(zhí)行完氧化工藝后在柵極側(cè)壁形成氮化層后的器件的結(jié)構(gòu)示 意圖8為在4冊(cè)才及兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成輕^參雜區(qū)后的器件的剖面結(jié) 構(gòu)示意圖9為形成第一氧化硅層后的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖IO為形成第一氮化硅層后的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖11為去除部分第一氧化硅層和第二氧化硅層后形成柵極側(cè)壁層 的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖12為具有ONO結(jié)構(gòu)的對(duì)冊(cè)極側(cè)壁層的器件的剖面示意圖13為具有ONON結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)壁層的器件的剖面示意圖14為形成源極和漏極后的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。
在金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造工藝中，形成柵極后，需要在柵極 的側(cè)壁形成柵極側(cè)壁層，以保護(hù)形成的柵極。本發(fā)明提出一種氧化硅-氮化硅(ON)結(jié)構(gòu)或氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO )或多層ON結(jié)構(gòu)的 柵極側(cè)壁層的形成方法，該方法可改善或消除4冊(cè)才及側(cè)壁層底部凹陷的缺 陷，且工藝筒單、熱預(yù)算低，有助于形成性能穩(wěn)定的金屬氧化物半導(dǎo)體 器件。
圖4為本發(fā)明的柵極側(cè)壁層的形成方法的實(shí)施例的流程圖。圖5至 圖IO為說(shuō)明本發(fā)明柵極側(cè)壁層的形成方法的實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖4所示，步驟S100,提供具有柵極的半導(dǎo)體襯底。
如圖5為具有4冊(cè)極的半導(dǎo)體襯底的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示， 首先提供半導(dǎo)體村底20,所述半導(dǎo)體襯底20可以是單晶硅、多晶硅、 非晶硅中的一種，也可以是絕緣層上硅(Silicon On Insulator, SOI )結(jié)構(gòu)。
在所述半導(dǎo)體襯底20中可以摻入N型雜質(zhì)或P型雜質(zhì)，形成N阱或P 阱(圖未示)。
在所述半導(dǎo)體襯底20中形成有淺溝槽隔離21。
在所述半導(dǎo)體襯底20上形成有^f冊(cè)氧化層23，所述^)^氧化層23為氧 化硅、氮氧化硅中的一種或組合。
在所述柵氧化層23上形成有柵極24,所述4冊(cè)極24為多晶硅或多晶 硅與金屬硅化物的組合結(jié)構(gòu)。
在所述柵極24的多晶硅中也可以摻入雜質(zhì)離子，以減小該柵極的 電阻率，例如，在用作N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管柵極的多晶硅中可 摻入磷或砷，在用作P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管柵極的多晶硅中可摻 入硼或硼的化合物。
圖6為對(duì)所述柵極執(zhí)行氧化工藝后形成的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖6所示，對(duì)所述柵極執(zhí)行氧化工藝，在所述柵極側(cè)壁形成薄氧 化層25。通過(guò)所述氧化工藝可修復(fù)在刻蝕多晶硅、形成柵極24時(shí)造成 的柵極側(cè)壁損傷。
其中，所述氧化工藝可以是高溫爐管氧化、快速熱退火氧化、原位 水蒸氣產(chǎn)生氧化(In-Situ Stream Generation, ISSG)中的一種。
以ISSG為例說(shuō)明氧化工藝的工藝過(guò)程
將具有4冊(cè)極24的半導(dǎo)體襯底20傳送入工藝腔，并對(duì)所述半導(dǎo)體襯 底20加熱升溫；
將氫氣和氧氣按一定的比例通入反應(yīng)腔室中，并在所述半導(dǎo)體襯底 20的高溫表面發(fā)生反應(yīng)，生成壓0、 OH基以及具有很強(qiáng)活性的氧原子， 所述氧原子快速與所述柵極24側(cè)壁的多晶硅表面發(fā)生反應(yīng)，與所述多 晶硅表面的硅的懸掛鍵以及硅原子結(jié)合生成氧化硅；并通過(guò)高溫將被刻 蝕破壞的晶格結(jié)構(gòu)恢復(fù)。
所述ISSG氧化工藝中氧氣流量可以為1至15slm( Standard Liter per Minute,每分鐘標(biāo)準(zhǔn)升)，氫氣的流量為0.1至10slm。所述ISSG氧化 工藝的溫度為80(TC至1200°C,環(huán)境的壓力為5至20Torr,該ISSG工
藝時(shí)間為1至60秒。形成的所述氧化層25的厚度小于10nm。
圖7為執(zhí)行完氧化工藝后在柵極側(cè)壁形成氮化層后的器件的結(jié)構(gòu)示 意圖。如圖7所示，完成氧化硅工藝后，可選的，可在所述氧化層25 外側(cè)形成第三氮化硅層26;
形成所述第三氮化硅層26的方法為化學(xué)氣相沉積；其中，形成所 述第三氮化硅層26的反應(yīng)物質(zhì)可以是二氯硅烷(SiH2Cl)和氨氣，也 可以是BTBAS和氨氣，還可以是六氯硅烷和氨氣。
圖8為在柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成輕#^雜區(qū)的器件的剖面結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖8所示，形成所述第三氮化硅層26之后，對(duì)所述柵極24 兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底IO執(zhí)行輕纟參雜(LDD)工藝，在所述沖冊(cè)極24兩側(cè)的 半導(dǎo)體襯底20中形成輕摻雜區(qū)28。執(zhí)行輕摻雜工藝摻入的雜質(zhì)離子可 以是砷或硼，根據(jù)形成的金屬氧化物半導(dǎo)體器件是NMOS還是PMOS 而選擇。
步驟SllO，在所述半導(dǎo)體襯底和沖冊(cè)極表面形成第一氧化硅層。
圖9為形成第一氧化硅層后的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示， 在形成輕摻雜區(qū)28后，在所述半導(dǎo)體襯底20和柵極24表面形成第一 氧化-圭層30。
在其中的一個(gè)實(shí)施例中，形成所述第一氧化硅層30的方法為低壓 化學(xué)氣相沉積，第一反應(yīng)物質(zhì)為BTBAS,第二反應(yīng)物質(zhì)為氧氣，其中， BTBAS的流量為25sccm至500sccm,氧氣的流量為50至lslm，反應(yīng) 的溫度為40(TC至60(TC，壓力為0.05至3Torr。
在另外的實(shí)施例中，形成所述第一氧化硅層30的方法為低壓化學(xué) 氣相沉積或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積，第一反應(yīng)物質(zhì)為TEOS [Si(OC2H5)4],第二反應(yīng)物質(zhì)為氧氣，其中，TEOS的流量為25至 500sccm,氧氣的流量為0至50slm,反應(yīng)的溫度為500。C至600°C,壓 力為0.25至5Torr。
在另外的實(shí)施例中，形成所述第一氧化^f圭層30的反應(yīng)氣體還可以 是BTBAS和氮氧化合物。
在另外的實(shí)施例中，形成所述第一氮化硅層30的反應(yīng)物質(zhì)還可以
是TEOS和臭氧。
在另外的實(shí)施例中，形成所述第一氧化硅層的30的應(yīng)物質(zhì)還可以 是硅烷和氧氣。
步驟S120，以六氯^f圭烷(Si2Cl6, HCD)作為前驅(qū)物，在所述第一 氧化硅層上形成第 一氮化硅層。
圖IO為形成第一氮化硅層后的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所 示，以六氯硅烷為前驅(qū)物，在所述第一氧化硅層30上形成第一氮化硅 層32。
形成所述第一氮化硅層32的方法為化學(xué)氣相沉積，反應(yīng)物質(zhì)包括 六氯硅烷和氨氣，其中，所述六氯硅烷的流量為5sccm至200sccm,氨 氣的流量為50sccm至5slm,形成所述第一氮化硅層的溫度為40(TC至 600。C,壓力為0.1至5Torr。
形成所述第 一氮化硅層32的工藝和形成所述第 一氧化硅層30的工 藝可以在同一工藝腔中原位進(jìn)行，或在不同的設(shè)備中分別進(jìn)行。
在其中的一個(gè)實(shí)施例中，形成所述第一氮化硅層32的工藝和形成 所述第一氧化硅層30的工藝在同一工藝腔中原位進(jìn)行的步驟如下 將半導(dǎo)體襯底20置于工藝腔中；
向所述工藝腔中通入第一氧化硅層30的反應(yīng)氣體BTBAS和氨氣， 降低反應(yīng)腔室的壓力，并調(diào)節(jié)工藝腔的溫度，使BTBAS和氨氣發(fā)生沉 積反應(yīng)，在所述半導(dǎo)體襯底20上形成第一氧化硅層30;
形成第一氧化硅層30后，停止供給BTBAS和氨氣，并通過(guò)排氣排 出工藝腔中的殘留氣體以及反應(yīng)的副產(chǎn)物氣體；
向工藝腔中供給二氯硅烷和氨氣，調(diào)節(jié)適合的溫度和壓力，二氯硅 烷和氨氣發(fā)生沉積反應(yīng)，在所述第一氧化硅層30上形成第一氮化硅層 32。
在另外的實(shí)施例中，第一氧化硅層30和第二氮化硅層32在同 一工 藝腔中原位進(jìn)行時(shí)，形成第一氧化硅層30的反應(yīng)物質(zhì)為TEOS和氧氣，
形成第一氮化硅層32的反應(yīng)物質(zhì)為二氯硅烷和氨氣。
通過(guò)以六氯硅烷作為前驅(qū)物形成第一氮化硅層32， 一方面可降低熱 預(yù)算，減小在形成第一氮化硅層32時(shí)對(duì)輕摻雜區(qū)28的影響；另一方面， 形成的第一氮化硅層32的膜層致密性高，與第一氧化硅層30具有很好 的粘附性，從而可以保護(hù)所述第一氧化硅層30，在形成ON結(jié)構(gòu)的柵極 側(cè)壁層后，減小后續(xù)的腐蝕工藝在橫向?qū)艠O側(cè)壁層中的第一氧化硅層 30的腐蝕，改善或消除柵極側(cè)壁層底部凹陷的缺陷，進(jìn)一步的可以減小 形成的器件的漏電流，提高器件的穩(wěn)定性。
此外，六氯硅烷作為前驅(qū)物形成第一氮化硅層32的工藝和形成第 一氧化硅層30的工藝原位進(jìn)行，可筒化工藝步驟，減小半導(dǎo)體襯底20 搬運(yùn)的次數(shù)，可節(jié)省時(shí)間，并減小被污染的幾率，有助于提高產(chǎn)品的良 率。
步驟S130,選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層，保留 所述柵極側(cè)壁的第 一氧化硅層和第 一 氮化硅層。
圖11為去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層后形成柵極側(cè)壁層 的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖ll所示，通過(guò)光刻和刻蝕去除部分第一氧化硅層30和第一氮 化硅層32，并保留所述柵極側(cè)壁的第一氧化硅層30a和第一氮化硅層 32a,形成ON結(jié)構(gòu)的4冊(cè)極介質(zhì)層。所述的刻蝕為等離子體干法刻蝕。
在其它的實(shí)施例中，在選擇性的去除部分第一氧化硅層30和第一 氮化硅層32之前，可在所述第一氮化硅層32上形成第二氧化硅層，并 選擇性去除部分第二氧化硅層，保留所述柵極側(cè)壁層的第二氧化硅層 34a(如圖12所示)，然后再去除部分第一氮化硅層32和第一氧化硅層 30，形成如圖12所示的ONO結(jié)構(gòu)的棚-才及側(cè)壁層。
在其它的實(shí)施例中，在選擇性去除部分第二氧化硅層之前，可在所 述第二氧化硅層上形成第二氮化硅層；并選擇性去除部分第二氮化硅
層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氮化硅層36a (如圖13所示)；然后去除 部分所述第二氧化硅層、第一氮化硅層32和第一氧化硅層30,形成如
圖13所示的ONON結(jié)構(gòu)的柵極側(cè)壁層，其中，形成所述第二氮化硅層 的前驅(qū)物為六氯硅烷。
在其它的實(shí)施例中，在選擇性去除部分第一氧化硅層30和第一氮 化硅層32之前，在所述第一氮化硅層32上形成至少一氧化硅層和氮化 硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；并選擇性去除部分氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)， 保留所述柵極側(cè)壁的氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；然后再去除部分 第一氧化硅層30和第一氮化硅層32,形成具有多個(gè)ON結(jié)構(gòu)層疊的柵 極介質(zhì)層。其中，形成氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
在形成具有ON結(jié)構(gòu)的柵極介質(zhì)層時(shí)，采用六氯硅烷作為前驅(qū)物， 和氨氣通過(guò)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)生成氮化硅層，使得形成的氮化硅層的膜 層具有較好的致密性，并與氧化硅層具有很好的粘附性，從而有助于抑 制在4冊(cè)4 l側(cè)壁層底部形成的凹陷的缺陷。
形成柵極側(cè)壁層后，以所述柵極側(cè)壁層作為掩膜阻擋層，對(duì)所述柵 極側(cè)壁的半導(dǎo)體襯底執(zhí)行重?fù)诫s工藝，形成源極38a和漏極38b,如圖 14所示的具有源極和漏極的器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于，包括:提供具有柵極的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底和柵極的表面形成第一氧化硅層；以六氯硅烷作為前驅(qū)物，在所述第一氧化硅層上形成第一氮化硅層；選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第一氧化硅層和第一氮化硅層。
2、 如權(quán)利要求1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于，進(jìn) 一步包括在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前， 在所述第一氮化硅層上形成第二氧化硅層；并選擇性去除部分第二氧化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氧化硅層。
3、 如權(quán)利要求2所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于，進(jìn) 一步包括在選擇性去除部分第二氧化硅層之前， 在所述第二氧化硅層上形成第二氮化硅層；并選擇性去除部分第二氮化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氮化硅層；其中，形成所述第二氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
4、 如權(quán)利要求1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于，進(jìn) 一步包括在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前，在所述第 一 氮化硅層上形成至少 一 氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；并選擇性去除部分氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)，保留所述柵極 側(cè)壁的氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；其中，形成氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
5、 如權(quán)利要求1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于形 成所述第一氮化硅層的工藝和形成所述第一氧化硅層的工藝在同一工 藝腔中原位進(jìn)行或在不同的設(shè)備中分別進(jìn)行。
6、 如權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的柵極側(cè)壁層的形成方法， 其特征在于所述六氯硅烷的流量為5sccm至200sccm。
7、 如權(quán)利要求6所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于形 成所述第一氮化硅層反應(yīng)物質(zhì)還包括氨氣，所述氨氣的流量為50sccm 至5slm。
8、 如權(quán)利要求6所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于形 成所述第一氮化硅層的溫度為400。C至600°C，壓力為0.1至5Torr。
9、 如權(quán)利要求1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于形 成所述第一氧化硅層的第一反應(yīng)物質(zhì)為BTBAS,第二反應(yīng)物質(zhì)為氧氣 或氮氧化合物。
10、 如權(quán)利要求1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于:形 成所述第一氧化硅層的第一反應(yīng)物質(zhì)為TEOS,第二反應(yīng)物質(zhì)為氧氣或 臭氧。
11、 如權(quán)利要去1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于形 成所述第 一氧化硅層的第 一反應(yīng)物質(zhì)為硅烷，第二反應(yīng)物質(zhì)為氧氣。
12、 如權(quán)利要求1所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于，進(jìn) 一步包括在形成第一氧化石圭層之前，對(duì)所述4冊(cè)極執(zhí)行氧化工藝。
13、 如權(quán)利要求12所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于， 進(jìn)一步包括:在執(zhí)行氧化工藝之后，在形成第一氧化硅層之前，在所述 柵極側(cè)壁形成第三氮化硅層。
14、 如權(quán)利要求13所述的柵極側(cè)壁層的形成方法，其特征在于， 進(jìn)一步包括在形成第三氮化硅層之后，形成第一氧化硅之前，對(duì)所述 柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底執(zhí)行輕摻雜工藝。
15、 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括提供具有柵極的半導(dǎo)體襯底；對(duì)所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底執(zhí)行輕摻雜工藝； 在所述半導(dǎo)體襯底和4冊(cè)才及表面形成第 一氧化硅層； 以六氯硅烷作為前驅(qū)物，在所述第一氧化硅層上形成第一氮化硅層；選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層，并保留所述柵極側(cè) 壁的第一氧化硅層和第一氮化硅層，形成柵極側(cè)壁層；以所述柵極側(cè)壁層作為掩膜阻擋層，對(duì)所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底 執(zhí)行重?fù)诫s工藝，形成源極和漏極。
16、 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 進(jìn)一步包括在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前， 在所述第一氮化硅層上形成第二氧化硅層；并選擇性去除部分第二氧化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第二氧化硅層。
17、 如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 進(jìn)一步包括在選擇性去除部分第二氧化硅層之前，在所述第二氧化硅層上形成第二氮化硅層；并選4奪性去除部分第二氮化硅層，保留所述柵-極側(cè)壁的第二氮化硅層；其中，形成所述第二氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
18、 如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 進(jìn)一步包括在選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層之前，在所述第 一 氮化硅層上形成至少 一 氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)； 并選擇性去除部分氧化^f圭層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)，保留所述^t極側(cè)壁的氧化硅層和氮化硅層的堆疊結(jié)構(gòu)；其中，形成氮化硅層的前驅(qū)物為六氯硅烷。
19、如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于 形成所述第 一氮化硅層的工藝和形成所述第 一氧化硅層的工藝在同一 工藝腔中原位進(jìn)行或在不同的設(shè)備中分別進(jìn)行。
全文摘要
一種柵極側(cè)壁層的形成方法，包括提供具有柵極的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底和柵極的表面形成第一氧化硅層；以六氯硅烷作為前驅(qū)物，在所述第一氧化硅層上形成第一氮化硅層；選擇性去除部分第一氧化硅層和第一氮化硅層，保留所述柵極側(cè)壁的第一氧化硅層和第一氮化硅層。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法。本發(fā)明可改善或消除柵極側(cè)壁層底部的凹陷的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101393862SQ20071004631
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者何有豐, 唐兆云, 樸松源, 杰 白 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司