專利名稱：一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括位于基片上的拓樸特征。 所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)也包括被設(shè)置成連接拓樸特征側(cè)壁的多層間隔件。所 述多層間隔件包括層壓到第二間隔件亞層的含有沉積的硅氧化物材 料的第一間隔件亞層，其中所述第二間隔件亞層包括與所述沉積的硅 氧化物材料不同的材料。在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述第一間隔件亞層 相對于所述第二間隔件亞層被凹進(jìn)。圖l顯示了基片10。拓樸特征12位于基片10上。多層 間隔件14緊鄰并連接拓樸特征12的側(cè)壁(即，包括相對的側(cè)壁)。盡 管在上述橫切面圖中的多層的范圍內(nèi)說明了多層間隔件14,多層間隔 件14應(yīng)當(dāng)在平面圖中觀察時包圍拓樸特征如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理
解的那樣。埋入式電介質(zhì)層19可以包括幾種電介質(zhì)材料的任何一 種。非限制性的實(shí)例包括硅的氧化物、氮化物和氧氮化物。不排除其 他元素的氧化物、氮化物和氧氮化物。通常，埋入式電介質(zhì)層19包 含半導(dǎo)體基片20的氧化物。通常，埋入式電介質(zhì)層19的厚度從大約 200埃到大約4000埃。盡管在圖3中沒有特定地說明，但是通常生長側(cè)壁氧化 物層用來鈍化半導(dǎo)體基片20的表面和柵極電極24的多個表面(即，尤 其在后者由多晶硅材料構(gòu)成時)。此側(cè)壁氧化物層的厚度通常從大約 15埃到大約100埃，并且它被生長在所有硅表面上，包括基片、柵極 電極邊緣下方的"鳥嘴區(qū)"、以及所有其他可用的柵極電極表面。通常利用別的傳統(tǒng)的離子注入方法將擴(kuò)展區(qū)30形成到半 導(dǎo)體基片20內(nèi)。離子注入方法使用柵極電極24和柵極電介質(zhì)22作 為掩模，連同具有用于期望制造的場效應(yīng)晶體管的適當(dāng)極性的摻雜 劑，以便圖3的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步處理。通常，對擴(kuò)展區(qū)30進(jìn)行 離子注入，以包含每立方厘米大約lxlO"到大約lxlO"個摻雜原子的 濃度的適合的摻雜劑。上述注入的其他目的可以是對表面進(jìn)行鈍化。 在這種情況下，摻雜濃度通常處于從大約1018 cm-s到大約1019 cm-3 范圍內(nèi)。硅化物層32可以包括半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中傳統(tǒng)的幾種金屬 硅化物形成金屬中的任何一種。金屬硅化物形成金屬的非限制性的實(shí) 例包括鎳、鈷、鉑、鈦、鎢、鉭、和釩金屬硅化物形成金屬。鎳硅化 物和鈷硅化物是可以構(gòu)成硅化物層32的特別常用的硅化物。盡管不 排除其他方法，但是通常利用自對準(zhǔn)硅化物方法形成硅化物層32。這 種自對準(zhǔn)硅化物方法使用金屬硅化物形成金屬層的覆蓋式沉積，繼之 以熱退火，以在金屬硅化物形成金屬層接觸硅表面的位置提供金屬硅 化物。然后，金屬硅化物形成金屬層的未反應(yīng)部分被剝離，殘留下硅 化物層32。通常采用剝離方法和適當(dāng)選擇的用于特定金屬硅化物形成 金屬的材料，實(shí)現(xiàn)金屬硅化物形成金屬層的未反應(yīng)部分的剝離。
0058]圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意橫切 面圖。該具體實(shí)施例包括本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括場效 應(yīng)晶體管，該場效應(yīng)晶體管又包括緊鄰并連接場效應(yīng)晶體管內(nèi)的柵極 電極24的側(cè)壁的多層間隔件26a。多層間隔件26a包括含有沉積的 (即，非熱生長的)硅氧化物材料的間隔件亞層26a，和26a，"，且其中 硅氧化物間隔件亞層26a，被設(shè)置為緊鄰并連接?xùn)艠O電極24。多層間 隔件26a也包括間隔件亞層26"和26，，，，，間隔件亞層 26"和 26""包含與構(gòu)成間隔件亞層26a，和26a，，，的沉積的硅氧化物材料不
同的材料。間隔件亞層26"和26，，，，被插入間隔件亞層26a，和26a" 之間或被層壓到間隔件亞層26a，和26a"上。間隔件亞層26a，和 26a，，，在間隔件亞層26"和26，"，下方被凹進(jìn)不大于間隔件亞層26a， 和26a，，，的厚度的凹槽R，距離，或大約150埃，更優(yōu)選地為從大約 50埃到大約150埃。
[0059在清洗和處理圖4中所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)時，在其上形成 圖7中所示的硅化物層32之前，通過利用化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻 劑，在本實(shí)施例的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述受限的凹槽R，距離。與熱硅氧化物 材料比較，在蝕刻構(gòu)成硅氧化物間隔件亞層26a，和26a，"的沉積的珪 氧化物材料時，在化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑(包括氣態(tài)的氨和氟化 氫)提供包含六氟化硅二銨(或相關(guān)的)材料的自抑制鈍化層的范圍內(nèi)， 化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑提供前述受限的凹槽R，距離。在裂隙 內(nèi)，該自抑制鈍化層將快速地抑制間隔件亞層26a，和26a，"的橫向蝕 刻。
[0060本發(fā)明的前述優(yōu)選實(shí)施例是說明本發(fā)明，而不是限制本 發(fā)明。在仍提供根據(jù)本發(fā)明進(jìn)而根據(jù)附屬權(quán)利要求的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的同 時，可以對根據(jù)圖7中所示的實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法、材料、結(jié) 構(gòu)和尺寸進(jìn)行修正和修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括位于基片上的拓?fù)涮卣鳎贿B接所述拓?fù)涮卣鞯膫?cè)壁的多層間隔件，所述多層間隔件包括被層壓到第二間隔件亞層上的含有沉積的硅氧化物材料的第一間隔件亞層，所述第二間隔件亞層包含與所述沉積的硅氧化物材料不同的材料，其中所述第一間隔件亞層相對于所述第二間隔件亞層被凹進(jìn)。
2. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一間隔件亞層相對 于所述第二間隔件亞層被凹進(jìn)不大于所述第一間隔件亞層的厚度的 距離。
3. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第一間隔件亞層相對 于所述第二間隔件亞層被凹進(jìn)從大約50埃到大約150埃的距離。
4. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述拓樸特征包含選自包 括導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料和電介質(zhì)材料的組中的材料。
5. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述拓樸特征包含導(dǎo)體材料。
6. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述拓樸特征包括柵極電極。
7. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第二間隔件亞層包含 硅氮化物材料。
8. 權(quán)利要求l的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中，所述第二間隔件亞層包含 與所述沉積的硅氧化物材料相比在化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑中具 有較低蝕刻速率的第二種材料。
9. 一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括 在基片上形成拓樸特征；形成連接所述拓樸特征的側(cè)壁的多層間隔件，所述多層間隔 件包括被層壓到第二間隔件亞層上的含有沉積的硅氧化物材料的第 一間隔件亞層，所述第二間隔件亞層包含與所述沉積的硅氧化物材料 不同的材料；以及利用化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑處理所述多層間隔件，以相對 于所述第二間隔件亞層將所述第一間隔件亞層凹進(jìn)。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中，所述第一間隔件亞層相對于所述 第二間隔件亞層被凹進(jìn)不大于所述第一間隔件亞層的厚度的凹槽距離。
11. 權(quán)利要求9的方法，其中，形成所述拓樸特征使用選自包括 導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料和電介質(zhì)材料的組中的材料。
12. 權(quán)利要求9的方法，其中，形成所述多層間隔件使用連接所 述拓樸特征的第一間隔件亞層和連接所述第一間隔件亞層的所述第 二間隔件亞層。
13. 權(quán)利要求9的方法，其中，所述化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻 劑包含氨和氟化氫的氣體混合物。
14. 權(quán)利要求9的方法，其中，處理所述多層間隔件將蝕刻限定 殘余相對于所述第二間隔件亞層留在所述第一間隔件亞層的凹槽內(nèi)。
15. 權(quán)利要求9的方法，所述方法還包括在利用所述化學(xué)氧化物 去除(COR)蝕刻劑處理所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之前，利用氫氟酸/乙二醇蝕刻 劑處理所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
16. 權(quán)利要求9的方法，所述方法還包括利用緩沖氫氟酸蝕刻劑 處理所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，繼之以利用所述化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑 處理所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
17. —種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括 在半導(dǎo)體基片上形成柵極電極；形成連接所述柵極電極的側(cè)壁的多層間隔件，所述多層間隔 件包括被層壓到第二間隔件亞層上的含有沉積的硅氧化物材料的第 一間隔件亞層，所述第二間隔件亞層包含與所述沉積的硅氧化物材料 不同的材料；以及利用化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑處理所述半導(dǎo)體基片和所 述多層間隔件，以相對于所述第二間隔件亞層將所述第一間隔件亞層 凹進(jìn)。
18. 權(quán)利要求17的方法，所述方法還包括在所述柵極電極和所 述半導(dǎo)體基片的暴露部分上形成多個硅化物層。
19. 權(quán)利要求9的方法，其中，所述第一間隔件亞層相對于所述 第二間隔件亞層被凹進(jìn)小于所述第一間隔件亞層的厚度的凹槽距離。
20. 權(quán)利要求9的方法，其中，所述化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻 劑包含氨和氟化氫的氣體混合物。
全文摘要
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括緊鄰并連接半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的拓?fù)涮卣鞯膫?cè)壁的多層間隔件。所述多層間隔件包括被層壓到第二間隔件亞層上的含有沉積的硅氧化物材料的第一間隔件亞層，第二間隔件亞層包含與所述沉積的硅氧化物材料不同的材料。所述第一間隔件亞層相對于所述第二間隔件亞層被凹進(jìn)不大于所述第一間隔件亞層的厚度的凹槽距離(優(yōu)選從大約50埃到大約150埃)。通過使用化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑實(shí)現(xiàn)上述凹槽距離，化學(xué)氧化物去除(COR)蝕刻劑相對于熱生長的硅氧化物材料而言對沉積的硅氧化物材料來說是自限制的。因此，對于多層間隔件層來說，保證了尺寸完整性并避免了剝離。
文檔編號H01L29/78GK101183684SQ20071016921
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者戴爾·W.·馬丁, 詹姆士·R.·愛略特, 詹姆士·V.·哈特三世, 詹姆士·W.·阿迪克森, 馬克·W.·坎特爾 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司