專利名稱：一種半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，具體來說，涉及一種能夠減小漏極區(qū)一側(cè)等效氧化層厚度的高k/金屬柵的非對稱半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，以“高k柵介質(zhì)/金屬柵”技術(shù)為核心的CMOS器件柵工程研究是32/22納米技術(shù)中最有代表性的核心工藝，與之相關(guān)的材料、工藝及結(jié)構(gòu)研究已在廣泛的進行中。 Intel披露出在采用高k柵介質(zhì)材料后，器件的漏電流大幅降低了。但是，在高k/金屬柵工藝中，由于在工藝集成過程中必須采用高溫退火工藝，致使高k介質(zhì)材料與襯底間的界面層在退火工藝中變厚，厚的界面層增加了器件的等效氧化層厚度(EOT，Equivalent OxideThickness)，進而降低了短溝道的控制能力。另外在高k介質(zhì)中，由于遠程庫倉散射(remote Coulomb scattering)等效應(yīng)的影響，遷移率隨著等效氧化層厚度(EOT)降低而減小。這使得器件的驅(qū)動電流降低。因此，需要提出一種能夠有效控制短溝道而又不降低電路性能的半導(dǎo)體器件及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，其中所述器件包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底上的柵堆疊，所述柵堆疊包括界面層、柵介質(zhì)層和柵電極；形成于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)且位于所述柵堆疊兩側(cè)的源極區(qū)和漏極區(qū)；形成于所述柵介質(zhì)層上且位于漏極區(qū)一側(cè)的金屬側(cè)墻。其中所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al以及組合，所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。本發(fā)明還提供了一種制造所述半導(dǎo)體器件的方法，其中所述方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵堆疊，所述柵堆疊包括界面層、柵介質(zhì)層和柵電極；在所述柵電極其中一側(cè)的側(cè)壁上形成金屬側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻位于柵介質(zhì)層上；在所述柵堆疊以及金屬側(cè)墻的側(cè)壁形成第二側(cè)墻；在柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)，且漏極區(qū)位于柵介質(zhì)層上有金屬側(cè)墻的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)。其中形成所述金屬側(cè)墻的步驟包括在所述柵電極側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，以及在所述金屬側(cè)墻側(cè)壁形成第一側(cè)墻； 進行有角度的重離子注入，以破壞第一側(cè)墻的其中一側(cè)；去除所述被破壞的第一側(cè)墻一側(cè)的第一側(cè)墻和金屬側(cè)墻；去除第一側(cè)墻的另一側(cè)。所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合，所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。本發(fā)明還提供了另一種制造所述半導(dǎo)體器件的方法，其中所述方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵堆疊，所述柵堆疊包括界面層、柵介質(zhì)層和柵電極； 在所述柵電極其中一側(cè)的側(cè)壁上形成金屬側(cè)墻以及在金屬側(cè)墻的側(cè)壁上的第一側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻和第一側(cè)墻位于柵介質(zhì)層上；在所述柵堆疊以及第一側(cè)墻的側(cè)壁形成第二側(cè)墻；在柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)，且漏極區(qū)位于柵介質(zhì)層上有金屬側(cè)墻的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)。其中形成所述金屬側(cè)墻和第一側(cè)墻的步驟包括在所述柵電極側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，以及在所述金屬側(cè)墻側(cè)壁形成第一側(cè)墻；進行有角度的重離子注入，以破壞第一側(cè)墻的其中一側(cè)；去除所述被破壞的第一側(cè)墻一側(cè)的第一側(cè)墻和金屬側(cè)墻。 所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合，所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。本發(fā)明還提供了一種共源半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成界面層、柵介質(zhì)層、第一柵極層以及犧牲層，光刻所述犧牲層；在所述犧牲層側(cè)壁形成第二柵極層，且所述第二柵極層位于第一柵極層上；在所述第一和第二柵極層的側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻位于柵介質(zhì)層上；去除所述犧牲層及其下的第一柵極層以及未被第二柵極層及金屬側(cè)壁覆蓋的柵介質(zhì)層和界面層；在所述金屬側(cè)墻及第一和第二柵極層的側(cè)壁形成第二側(cè)墻；在柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)，且漏極區(qū)位于柵介質(zhì)層上有金屬側(cè)墻的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)。所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合，所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。通過采用本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，在漏極區(qū)一側(cè)的柵電極的側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻在柵介質(zhì)層上，所述金屬側(cè)墻具有吸氧效應(yīng)(Scavenging Effect)，有效減小了漏極區(qū)一側(cè)的EOT，因此有效提升了短溝道控制的控制能力，此外，由于源極區(qū)一側(cè)的EOT較大，不會使器件的載流子遷移率退化。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖；圖2-9示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體器件各個制造階段的示意圖；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖；圖11-19示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導(dǎo)體器件各個制造階段的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明通常涉及制造半導(dǎo)體器件的方法。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。參考圖8，圖8示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，所述器件包括界面層202、柵介質(zhì)層204和柵電極206，以及在柵電極206側(cè)壁且位于柵介質(zhì)層204上的金屬側(cè)墻208，所述金屬側(cè)墻208由Ta，Al等金屬形成，具有吸氧效應(yīng)(oxide scavenging effect)，在柵介質(zhì)層204兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的有源區(qū)216和217，其中在金屬側(cè)墻208 —側(cè)的有源區(qū)被定義為漏極區(qū)217，另一側(cè)為源極區(qū)216，金屬側(cè)墻208能吸除柵介質(zhì)層204與襯底200間的界面層的厚度，有效減小了漏極區(qū)一側(cè)的EOT。以下將詳細描述本發(fā)明實施例的制造方法。第一實施例根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，參考圖1，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。在步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底，參考圖2。在本發(fā)明中，襯底200 包括位于晶體結(jié)構(gòu)中的硅襯底(例如晶片)，襯底200還可以包括其他基本半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體，例如Ge、GeSi, GaAs, InP, SiC或金剛石等。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知的設(shè)計要求(例如 P型襯底或者η型襯底)，襯底200可以包括各種摻雜配置。此外，可選地，襯底200可以包括外延層，可以被應(yīng)力改變以增強性能，以及可以包括絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。在步驟S102和S103，在所述半導(dǎo)體襯底200上形成柵堆疊300，所述柵堆疊300 包括界面層202、柵介質(zhì)層204和柵電極206，以及在所述柵電極206其中一側(cè)的側(cè)壁上形成金屬側(cè)墻208，且所述金屬側(cè)墻208位于柵介質(zhì)層204上，如圖5所示。具體來說，首先，在所述半導(dǎo)體襯底200上依次形成界面層202、柵介質(zhì)層204和柵電極206，而后圖形化所述柵電極206，并在柵電極206的側(cè)壁形成金屬側(cè)墻208，如圖2所示。所述界面層202可以為SiO2，可以通過熱生長的方式形成。所述柵介質(zhì)層204為高k 介質(zhì)材料，(例如，和氧化硅相比，具有高介電常數(shù)的材料)，高k介質(zhì)材料的例子包括例如鉿基材料，如Hf02、HfSi0、HfSi0N、HfTa0、HfTi0、Hf7r0，其組合和/或者其它適當?shù)牟牧稀?所述柵電極206可以是多層結(jié)構(gòu)，可包括金屬、金屬化合物、多晶硅和金屬硅化物及其他們的組合，在本發(fā)明實施例中柵電極206為兩層結(jié)構(gòu)，包括第一柵極層206-1為金屬柵極和第二柵極層206-2為多晶硅。所述金屬側(cè)墻208可以為Ta、Al等，以及他們的組合，厚度為大約20至50埃。所述柵介質(zhì)層204和柵電極206的沉積可以采用濺射、PLD、M0CVD、ALD、 PEALD或其他合適的方法來形成。而后，在所述金屬側(cè)墻208的側(cè)壁形成第一側(cè)墻210，并進行有角度的重離子注入，如圖3所示。所述第一側(cè)墻210為氮化物材料，如SiN等。所述重離子注入的離子可以為Xe、Ge等原子量較重的離子，能量可從50KeV到200KeV。在進行了重離子注入后，第一側(cè)墻210的其中一側(cè)在一定程度上被破壞，在圖3所示的重離子注入箭頭所示方向為例，第一側(cè)墻210的左側(cè)會被破壞，第一側(cè)墻210的右側(cè)未被破壞。而后，選擇性刻蝕第一側(cè)墻210和金屬側(cè)墻208，以形成如圖4所示的結(jié)構(gòu)，可以選擇對第一側(cè)墻210未損壞部分腐蝕率較低的蝕刻工藝，例如DHF、BHF等。由于第一側(cè)墻 210的其中一側(cè)在重離子注入時一定程度上被破壞，在進行刻蝕時，如前所述，在本實施例所示圖例中，第一側(cè)墻210的左側(cè)被破壞，第一側(cè)墻210的右側(cè)未被破壞，因此，在刻蝕中， 第一側(cè)墻210的左側(cè)具有更快的刻蝕速度，第一側(cè)墻210的左側(cè)被刻蝕掉，而第一側(cè)墻210 的右側(cè)只被刻蝕掉一小部分，進而刻蝕去除金屬側(cè)墻208的左側(cè)，但在右側(cè)的第一側(cè)墻210 的保護下，金屬側(cè)墻208的右側(cè)被留下，從而形成如圖4所示的結(jié)構(gòu)。而后，選擇性刻蝕去除第一側(cè)墻210，以及未被柵電極206和金屬側(cè)墻208覆蓋的柵介質(zhì)層204和界面層202，以形成柵堆疊300，如圖5所示?？蛇x擇地，可以不去除第一側(cè)墻210，選擇性刻蝕去除未被柵電極206、第一側(cè)墻 210和金屬側(cè)墻208覆蓋的柵介質(zhì)層204和界面層202，形成如圖6所示的結(jié)構(gòu)。在步驟S104，在所述柵堆疊300以及金屬側(cè)墻208的側(cè)壁形成第二側(cè)墻212，參考圖8。所述第二側(cè)墻212可以為多層結(jié)構(gòu)，可以由氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氟化物摻雜硅玻璃、低k電介質(zhì)材料及其組合，和/或其他合適的材料形成，在本發(fā)明實施例中，所述第二側(cè)墻212為兩層結(jié)構(gòu)，先形成第二側(cè)墻一 212-1，如SiN，如圖7所示。在形成第二側(cè)墻一 212-1后，還可以形成源/漏淺結(jié)區(qū)214，源/漏淺結(jié)區(qū)214通常包括源/漏延伸和/ 或halo注入，可以通過根據(jù)期望的晶體管結(jié)構(gòu)，注入ρ型或η型摻雜物或雜質(zhì)到所述襯底 200中形成。而后再形成第二側(cè)墻二 212-2，如氧化硅。所述側(cè)墻212結(jié)構(gòu)可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的工藝得到。在步驟105，形成源極區(qū)216和漏極區(qū)217，且漏極區(qū)217位于柵介質(zhì)層204上有金屬側(cè)墻208的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)，如圖8所示。源極區(qū)216和漏極區(qū)217可以由包括光刻、離子注入、擴散和/或其他合適工藝的方法形成。而后，對器件進行后續(xù)加工步驟，如圖9所示，在源極區(qū)216、漏極區(qū)217以及柵電極206中的多晶硅層206-2上形成金屬硅化物層，在金屬硅化物層上形成源極接觸和漏極接觸，接觸的形成可以通過光刻、沉積和平坦化等常規(guī)的工藝步驟形成，其對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。以上對利用漏極區(qū)一側(cè)的柵介質(zhì)層上的金屬側(cè)墻減小漏極區(qū)一側(cè)的EOT的半導(dǎo)體器件的制造方法進行了描述。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，在漏極區(qū)一側(cè)的柵介質(zhì)層上形成金屬側(cè)墻，所述金屬側(cè)墻由iTa等金屬形成，具有吸氧效應(yīng)(oxide scavenging effect), 可以吸除界面層以及由于高溫退火造成的增厚的界面層中的氧離子，有效減小了漏極區(qū)一側(cè)的EOT，有效提升了短溝道控制的控制能力，此外，由于源極區(qū)一側(cè)的EOT較大，不會使器件的載流子遷移率退化。第二實施例下面將僅就第二實施例區(qū)別于第一實施例的方面進行闡述。未描述的部分應(yīng)當認為與第一實施例采用了相同的步驟、方法或者工藝來進行，因此在此不再贅述。根據(jù)本發(fā)明第二實施例，參考圖10，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的共源半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。在步驟S202，在所述半導(dǎo)體襯底200上依次形成界面層202、柵介質(zhì)層204、第一柵極層206-1以及犧牲層230，光刻所述犧牲層230，參考圖12。具體來說，首先依次在所述襯底200上形成界面層202、柵介質(zhì)層204、第一柵極層 206-1、犧牲層230以及第一停止層232、第二停止層234，如圖11所示。所述界面層202可以為SiO2，可以通過熱生長的方式形成。所述柵介質(zhì)層204為高k介質(zhì)材料，(例如，和氧化硅相比，具有高介電常數(shù)的材料)，高k介質(zhì)材料的例子包括例如鉿基材料，如Hf02、HfSi0、 HfSi0N、HfTa0、HfTi0、HfZr0，其組合和/或者其它適當?shù)牟牧?。所述第一柵極層206-1可以是金屬和金屬化合物。所述犧牲層可以是氮化物材料，如SiN等。所述第一停止層232 可以是氧化物材料，如SiO2等。所述第二停止層234可以是半導(dǎo)體材料，如多晶硅等。所述柵介質(zhì)層204、第一柵極層206-1、犧牲層230以及第一停止層232、第二停止層234的沉積可以采用濺射、PLD、M0CVD、ALD、PEALD或其他合適的方法來形成。然后，將所述犧牲層230 以及第一停止層232、第二停止層234光刻圖形化，形成犧牲堆疊400，如圖12所示。在步驟S203，在所述犧牲層230側(cè)壁形成第二柵極層206_2，且所述第二柵極層 206-2位于第一柵極層206-1上，如圖15所示。具體來說，首先在所述犧牲堆疊400的側(cè)壁形成第二柵極層206-2，并通過RIE的方法去除第一柵極層206-1被暴露的部分，如圖13所示。所述第二柵極層206-2可以為多晶硅。而后，覆蓋所述器件形成平坦化層236，并進行化學(xué)機械拋光(CMP)，去除犧牲堆疊 400之上的平坦化層236以及第一停止層232，暴露第二停止層234，如圖14所示。而后，通過RIE的方法，去除第二停止層234以及平坦化層236，如圖15所示。在步驟S204，在所述第一 206-1和第二柵極層206_2的側(cè)壁形成金屬側(cè)墻208，如圖15所示。所述金屬側(cè)墻208可以為Ta、Al等，以及他們的組合，厚度為大約20至50埃， 所述金屬側(cè)墻具有吸氧效應(yīng)。在步驟S205，去除所述犧牲層230及其下的第一柵極層206_1以及未被第二柵極層206-2和金屬側(cè)墻208覆蓋的柵介質(zhì)層204和界面層202，參考圖17。首先選擇性刻蝕去除犧牲層230及其下的第一柵極層206-1，如圖16所示，而后，進一步刻蝕去除未被第二柵極層206-2和金屬側(cè)墻208覆蓋的柵介質(zhì)層204和界面層202，從而形成了共源半導(dǎo)體器件的柵堆疊結(jié)構(gòu)，如圖17所示。在步驟S206，在所述金屬側(cè)墻208及第一 206_1和第二柵極層206_2的側(cè)壁形成第二側(cè)墻212，如圖18所示。所述第二側(cè)墻212可以為多層結(jié)構(gòu)，可以由氮化硅、氧化硅、 氮氧化硅、碳化硅、氟化物摻雜硅玻璃、低k電介質(zhì)材料及其組合，和/或其他合適的材料形成，在本發(fā)明實施例中，所述第二側(cè)墻212為兩層結(jié)構(gòu)，先形成第二側(cè)墻一 212-1，如SiNjn 圖17所示。在形成第二側(cè)墻一 212-1后，還可以形成源/漏淺結(jié)區(qū)214，源/漏淺結(jié)區(qū)214 通常包括源/漏延伸和/或halo注入，可以通過根據(jù)期望的晶體管結(jié)構(gòu)，注入ρ型或η型摻雜物或雜質(zhì)到所述襯底200中形成。而后再形成第二側(cè)墻二 212-2，如氧化硅。所述側(cè)墻 212結(jié)構(gòu)可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的工藝得到。在步驟S207，在柵介質(zhì)層204兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)形成源極區(qū)216和漏極區(qū) 217，且漏極區(qū)217位于柵介質(zhì)層204上有金屬側(cè)墻208的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)，如圖 17所示。源極區(qū)216和漏極區(qū)217可以由包括光刻、離子注入、擴散和/或其他合適工藝的方法形成，其中位于柵介質(zhì)層204上有金屬側(cè)墻208的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)的有源區(qū)被定義為漏極區(qū)217。而后，對器件進行后續(xù)加工步驟，如圖19所示，在源極區(qū)216、漏極區(qū)217以及第二柵極層206-2上形成金屬硅化物層，在金屬硅化物層上形成源極接觸和漏極接觸，接觸的形成可以通過光刻、沉積和平坦化等常規(guī)的工藝步驟形成，其對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明利用漏極區(qū)一側(cè)的柵電極的側(cè)壁的金屬側(cè)墻減小漏極區(qū)一側(cè)EOT的器件制造方法進行了描述，根據(jù)本法明，在漏極區(qū)一側(cè)的柵電極的側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，所述金屬側(cè)墻由Ta等金屬形成，具有吸氧效應(yīng)，有效減小了漏極區(qū)一側(cè)的EOT，因此有效提升了短溝道控制的控制能力，此外，由于源極區(qū)一側(cè)的EOT較大，不會使器件的載流子遷移率退化。雖然關(guān)于示例實施例及其優(yōu)點已經(jīng)詳細說明，應(yīng)當理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種變化、替換和修改。對于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當容易理解在保持本發(fā)明保護范圍內(nèi)的同時，工藝步驟的次序可以變化。此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說明書中描述的特定實施例的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對于目前已存在或者以后即將開發(fā)出的工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對應(yīng)實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對它們進行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，所述器件包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底上的柵堆疊，所述柵堆疊包括界面層、柵介質(zhì)層和柵電極；形成于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)且位于所述柵堆疊兩側(cè)的源極區(qū)和漏極區(qū)；形成于所述柵介質(zhì)層上且位于漏極區(qū)一側(cè)的金屬側(cè)墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述器件還包括形成于所述柵堆疊以及金屬側(cè)墻的側(cè)壁的第二側(cè)墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述器件還包括形成于所述金屬側(cè)墻的側(cè)壁的第一側(cè)墻，以及形成于所述柵堆疊以及第一側(cè)墻的側(cè)壁的第二側(cè)墻。
6.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述方法包括A.提供半導(dǎo)體襯底；B.在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵堆疊，所述柵堆疊包括界面層、柵介質(zhì)層和柵電極；C.在所述柵電極其中一側(cè)的側(cè)壁上形成金屬側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻位于柵介質(zhì)層上；D.在所述柵堆疊以及金屬側(cè)墻的側(cè)壁形成第二側(cè)墻；E.在柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)，且漏極區(qū)位于柵介質(zhì)層上有金屬側(cè)墻的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟C中形成所述金屬側(cè)墻的步驟包括在所述柵電極側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，以及在所述金屬側(cè)墻側(cè)壁形成第一側(cè)墻；進行有角度的重離子注入，以破壞第一側(cè)墻的其中一側(cè)；去除所述被破壞的第一側(cè)墻一側(cè)的第一側(cè)墻和金屬側(cè)墻；去除第一側(cè)墻的另一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。
10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述方法包括A.提供半導(dǎo)體襯底；B.在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵堆疊，所述柵堆疊包括界面層、柵介質(zhì)層和柵電極；C.在所述柵電極其中一側(cè)的側(cè)壁上形成金屬側(cè)墻以及在金屬側(cè)墻的側(cè)壁上的第一側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻和第一側(cè)墻位于柵介質(zhì)層上；D.在所述柵堆疊以及第一側(cè)墻的側(cè)壁形成第二側(cè)墻；E.在柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)，且漏極區(qū)位于柵介質(zhì)層上有金屬側(cè)墻的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟C中形成所述金屬側(cè)墻和第一側(cè)墻的步驟包括在所述柵電極側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，以及在所述金屬側(cè)墻側(cè)壁形成第一側(cè)墻；進行有角度的重離子注入，以破壞第一側(cè)墻的其中一側(cè)；去除所述被破壞的第一側(cè)墻一側(cè)的第一側(cè)墻和金屬側(cè)墻。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。
14.一種制造共源半導(dǎo)體器件的方法，其中所述方法包括 提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成界面層、柵介質(zhì)層、第一柵極層以及犧牲層，光刻所述犧牲層；在所述犧牲層側(cè)壁形成第二柵極層，且所述第二柵極層位于第一柵極層上； 在所述第一和第二柵極層的側(cè)壁形成金屬側(cè)墻，且所述金屬側(cè)墻位于柵介質(zhì)層上； 去除所述犧牲層及其下的第一柵極層以及未被第二柵極層及金屬側(cè)墻覆蓋的柵介質(zhì)層和界面層；在所述金屬側(cè)墻及第一和第二柵極層的側(cè)壁形成第二側(cè)墻；在柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)，且漏極區(qū)位于柵介質(zhì)層上有金屬側(cè)墻的一側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述金屬側(cè)墻從包含下列元素的組中選擇元素來形成Ta、Al及其組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述金屬側(cè)墻的厚度范圍為大約20埃至50埃。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，所述器件在漏極區(qū)一側(cè)的柵電極的側(cè)壁有金屬側(cè)墻，所述金屬側(cè)墻由Ta等金屬形成，具有吸氧效應(yīng)，有效減小了漏極區(qū)一側(cè)的EOT，因此有效提升了短溝道控制的控制能力，此外，由于源極區(qū)一側(cè)的EOT較大，不會因此使器件的載流子遷移率退化。此外，這種非對稱的器件可具有更好的驅(qū)動性能。
文檔編號H01L29/43GK102194870SQ20101012945
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者朱慧瓏, 梁擎擎, 鐘匯才 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所