專利名稱：晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
晶體管是構(gòu)成各種電路的基本單元 ，是最常見(jiàn)的半導(dǎo)體器件。晶體管的主要結(jié)構(gòu)包括源極(Source)、漏極(Drain)和柵極(Gate)。其中，源極和漏極是高濃度的摻雜區(qū)。隨著集成電路集成度的不斷提高，器件的尺寸在逐步地按比例縮小，然而，漏極電壓并沒(méi)有隨之減小，這導(dǎo)致了源極和漏極之間的溝道區(qū)電場(chǎng)的增大。在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電子在碰撞中會(huì)得到能量，形成動(dòng)能較大的電子，這種電子會(huì)引起熱電子效應(yīng)(Hot ElectronEffect)。該效應(yīng)會(huì)弓I起電子向柵介質(zhì)層注入，形成柵極電流和襯底電流，影響器件和電路的可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)通過(guò)形成一種低摻雜漏(Lightly Doped Drain, LDD)結(jié)構(gòu)以降低電場(chǎng)，從而克服熱電子效應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)形成具有LDD結(jié)構(gòu)的晶體管的步驟包括如圖I所示，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100上依次形成柵介質(zhì)層102和柵電極104，所述柵介質(zhì)層102和柵電極104構(gòu)成柵極層。如圖2所示，以所述柵極層為掩模，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行低劑量離子注入，在所述柵極層的兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底100中形成低摻雜區(qū)106。如圖3所示，形成圍繞所述柵極層的側(cè)墻107 (spacer)，所述柵介質(zhì)層102、柵電極104和側(cè)墻107組成柵極結(jié)構(gòu)。如圖4所示，在所述柵極結(jié)構(gòu)露出的部分半導(dǎo)體襯底100 (例如淺溝槽隔離結(jié)構(gòu))上覆蓋光刻膠層，以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行高劑量離子注入，形成源/漏區(qū)域109，至此形成LDD結(jié)構(gòu)。更多的形成LDD結(jié)構(gòu)的技術(shù)請(qǐng)參考公開(kāi)號(hào)為US2004/0016927A1的美國(guó)專利申請(qǐng)文件。然而，現(xiàn)有技術(shù)具有LDD結(jié)構(gòu)的晶體管的制造方法比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)單的晶體管的制造方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明一種晶體管的制造方法，包括提供襯底；在襯底上形成柵極層；形成圍繞所述柵極層的側(cè)墻；減薄所述側(cè)墻，所述柵極層和減薄后側(cè)墻組成柵極結(jié)構(gòu)；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜，同時(shí)以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行源漏摻雜?？蛇x地，所述側(cè)墻自內(nèi)向外依次包括第一氧化硅層、氮化硅層、第二氧化硅層。可選地，所述減薄所述側(cè)墻的步驟包括去除所述第二氧化硅層?？蛇x地，所述去除所述第二氧化硅層的步驟包括通過(guò)稀釋的氫氟酸去除所述第二氧化硅層。
可選地，所述第一氧化硅層的厚度在100 200A的范圍內(nèi)，所述氮化硅層的厚度在250 350 A的范圍內(nèi)、第二氧化硅層在900 1100 A的范圍內(nèi)?？蛇x地，所述以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜的步驟包括以第一方向進(jìn)行第一離子注入的同時(shí)以第二方向進(jìn)行第二離子注入，第一方向的角度范圍是15°至60°，所述第二方向的角度范圍是92°至135°。可選地，所述第一離子注入和第二離子注入的能量和劑量均相同?？蛇x地，所述第一離子注入和第二離子注入為N型離子注入，所述第一離子注入和第二離子注入的能量在65 85keV的范圍內(nèi)，所述第一離子注入和第二離子注入的劑量在IE13/cm2 6E13/cm2的范圍內(nèi)。可選地，減薄后側(cè)墻的厚度在100 1000A的范圍內(nèi)?？蛇x地，同時(shí)進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜的步驟中，輕摻雜的能量是分步進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜時(shí)輕摻雜能量的I. I I. 2倍。可選地，同時(shí)進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜的步驟中，輕摻雜的劑量是分步進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜時(shí)輕摻雜劑量的I. I I. 2倍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在同一步驟中實(shí)現(xiàn)輕摻雜和源漏摻雜以形成LDD結(jié)構(gòu)，減少了工藝步驟，制造方法較為簡(jiǎn)單；減薄所述側(cè)墻，可以使后續(xù)進(jìn)行輕摻雜的摻雜離子能比較容易地透過(guò)減薄后的側(cè)墻，以便于在柵極層下方形成輕摻雜區(qū)；可選方案中，減薄后的側(cè)墻的厚度在100-1000A的范圍內(nèi)，一方面便于使后續(xù)輕摻雜工藝中摻雜離子透過(guò)，另一方面可以有效保護(hù)所述柵極層不受損傷；可選方案中，側(cè)墻自內(nèi)向外依次包括第一氧化硅層、氮化硅層、第二氧化硅層，通過(guò)去除所述第二氧化硅層的方式減薄所述側(cè)墻，所述氮化硅層可以作為減薄側(cè)墻工藝的停止層，從而防止側(cè)墻被過(guò)量減薄。


圖I至圖4是現(xiàn)有技術(shù)晶體管制造方法一實(shí)施方式的示意圖；圖5是本發(fā)明晶體管制造方法一實(shí)施方式的流程示意圖；圖6至圖11是本發(fā)明晶體管制造方法形成的晶體管一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，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。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種晶體管的制造方法，參考圖5，示出了本發(fā)明晶體管制造方法一實(shí)施方式的流程示意圖。本發(fā)明晶體管的制造方法大致包括以下步驟
步驟SI，提供襯底；步驟S2，在襯底上形成柵極層；步驟S3，形成圍繞所述柵極層的側(cè)墻； 步驟S4，減薄所述側(cè)墻，所述柵極層和減薄后側(cè)墻組成柵極結(jié)構(gòu)；步驟S5，以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜，同時(shí)以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行源漏慘雜。下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。參考圖6至圖11示出了本發(fā)明晶體管制造方法形成的晶體管一實(shí)施例的示意圖。如圖6所示，執(zhí)行步驟SI，提供襯底200，所述襯底200可以是硅襯底、鍺硅襯底、絕緣體上硅襯底，或其任意組合。本實(shí)施例中，所述襯底200為P型硅襯底，在所述襯底200中形成P阱201。在所述襯底200中還形成有隔離結(jié)構(gòu)202，用于實(shí)現(xiàn)器件之間的絕緣，具體地，所述隔離結(jié)構(gòu)202可以是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。如圖7所示，執(zhí)行步驟S2，在隔離結(jié)構(gòu)202之間的襯底200上形成柵極層，包括在隔離結(jié)構(gòu)202之間的襯底200上依次形成柵介質(zhì)層203和柵電極204。所述柵介質(zhì)層203和柵電極204構(gòu)成柵極層。具體地，在所述半導(dǎo)體襯底200上形成柵介質(zhì)材料層；在所述柵介質(zhì)材料層上形成柵電極材料層；在所述柵電極材料層上形成光刻膠層；對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影工藝，形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層作為掩模，刻蝕所述柵電極材料層和所述柵介質(zhì)材料層，直至暴露出所述襯底200，從而形成由柵介質(zhì)層203和柵電極204形成的柵極層。所述柵介質(zhì)層203的材料包括二氧化硅或其他高K材料，所述柵電極204的材料包括多晶硅或金屬材料，但是本發(fā)明對(duì)柵介質(zhì)層203和柵電極204的材料不做限制。如圖8所示，執(zhí)行步驟S3，形成圍繞所述柵極層的側(cè)墻205，所述側(cè)墻205用于在后續(xù)的工藝過(guò)程中保護(hù)所述柵極層不受損傷。本實(shí)施例中，所述側(cè)墻205為ONO(Oxide-Nitride-Oxide)結(jié)構(gòu),具體地,所述側(cè)墻205從靠近柵極層的內(nèi)側(cè)到遠(yuǎn)離柵極層的外側(cè)依次包括第一氧化硅層2051 (Oxide)、氮化娃層2052 (Nitride)、第二氧化娃層2053 (Oxide),采用ONO結(jié)構(gòu)的側(cè)墻便于進(jìn)行后續(xù)減薄側(cè)墻的步驟。本發(fā)明對(duì)側(cè)墻205的結(jié)構(gòu)和材料不做限制。具體地，所述第一氧化硅層2051的厚度為100 200A，所述氮化硅層2052的厚度在250 350 A的范圍內(nèi)、第二氧化硅層2053在900 1100 A的范圍內(nèi)。形成所述側(cè)墻205的方法為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。如圖9所示，執(zhí)行步驟S4，減薄所述側(cè)墻205，所述柵極層和減薄后側(cè)墻205組成柵極結(jié)構(gòu)。通過(guò)減薄所述側(cè)墻205，可以使后續(xù)進(jìn)行輕摻雜的摻雜離子能比較容易地透過(guò)減薄后的側(cè)墻205，從而在柵極層下方形成LDD結(jié)構(gòu)。具體地，使所述側(cè)墻205越薄，越容易使后續(xù)形成輕摻雜區(qū)時(shí)的摻雜離子透過(guò)，但是，如果使側(cè)墻205過(guò)薄，則側(cè)墻205難以有效保護(hù)所述柵極層不受損傷。優(yōu)選地，減薄后的側(cè)墻205的厚度在100 1000A的范圍內(nèi)。
本實(shí)施例中，所述側(cè)墻205為ONO三層結(jié)構(gòu),可以通過(guò)去除側(cè)墻205最外層的第二氧化硅層2053的方式減薄所述側(cè)墻205。因?yàn)槿コに囍?，去除第二氧化硅?053的速率通常大于去除氮化硅層2052的速率，所述氮化硅層2052可以作為減薄側(cè)墻205工藝的停止層，從而防止側(cè)墻205被過(guò)量減薄。具體地，所述側(cè)墻205最外層為第二氧化硅層2053，可以通過(guò)化學(xué)溶液去除所述第二氧化硅層2053，例如通過(guò)稀釋的氫氟酸去除所述第二氧化硅層2053。如圖10所示，執(zhí)行步驟S5，以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜207，同時(shí)以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行源漏摻雜208。具體地，在進(jìn)行摻雜之前，在隔離結(jié)構(gòu)202等區(qū)域上覆蓋光刻膠圖形206，用于防止其在后續(xù)摻雜過(guò)程中受到損傷。本步驟中，所述輕摻雜207和所述源漏摻雜208 —起進(jìn)行，可以減少工藝步驟，簡(jiǎn)化晶體管的制造方法。本實(shí)施例中，通過(guò)離子注入的方式實(shí)現(xiàn)輕摻雜207和源漏摻雜208。具體地，所述以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜207的步驟包括以第一方向(如圖10中自左上至右下方向的箭頭所示)進(jìn)行第一離子注入的同時(shí)以第二方向(如圖10中自右上至左下方向的箭頭所示)進(jìn)行第二離子注入，第一方向的角度范圍是15°至60°，所述第二方向的角度范圍是92°至135°。此處所述角度指的是從離子注入方向在注入面上的投影直線從注入面沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)至與離子注入方向平行的直線所經(jīng)過(guò)的角度。需要說(shuō)明的是，在圖10中只示意出了在沿溝道長(zhǎng)度方向所在平面內(nèi)進(jìn)行輕摻雜207的情形，在實(shí)際工藝中，所述輕摻雜207的步驟還包括沿柵電極204的長(zhǎng)所在平面(沿豎直方向垂直于圖面的平面內(nèi))進(jìn)行輕摻雜207的工藝步驟，具體工藝條件與現(xiàn)有技術(shù)相同在此不再贅述。需要說(shuō)明的是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明進(jìn)行輕摻雜207時(shí)，摻雜離子需穿過(guò)減薄后的側(cè)墻205到達(dá)柵極結(jié)構(gòu)下方，因此，在本發(fā)明輕摻雜207的工藝中，需采用比現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行輕摻雜工藝所使用的劑量和能量更大的工藝條件。然而，如果劑量和能量較大又容易造成柵極結(jié)構(gòu)的損傷，因此，優(yōu)選地，本發(fā)明輕摻雜工藝中的能量是現(xiàn)有技術(shù)分步進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜時(shí)輕摻雜工藝中能量的I. I I. 2倍，本發(fā)明輕摻雜工藝中的劑量是現(xiàn)有技術(shù)分步進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜時(shí)輕摻雜工藝中劑量的I. I I. 2倍。具體地，所述第一離子注入和第二離子注入的能量和劑量均相同。例如，所述第一離子注入和第二離子注入為N型離子注入，所述第一離子注入和第二離子注入的能量在65 85keV的范圍內(nèi)，所述第一離子注入和第二離子注入的劑量在lE13/cm2 6E13/cm2的范圍內(nèi)。本發(fā)明進(jìn)行源漏摻雜208的工藝條件(例如劑量、能量、離子注入方向等)與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述。如圖11所示，在完成輕摻雜207和源漏摻雜208之后，在柵極結(jié)構(gòu)下方的襯底200中形成LDD結(jié)構(gòu)209。 后續(xù)還包括形成與柵極相連的插塞等的其他形成晶體管的步驟，與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述，最終形成具有LDD結(jié)構(gòu)的晶體管。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試本制造方法形成的晶體管具有穩(wěn)定和良好的電學(xué)特性。本發(fā)明提供的晶體管的制造方法，在同一步驟中實(shí)現(xiàn)輕摻雜和源漏摻雜以形成LDD結(jié)構(gòu)，減少了工藝步驟，制造方法較為簡(jiǎn)單。 本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)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)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種晶體管的制造方法，其特征在于，包括 提供襯底； 在襯底上形成柵極層； 形成圍繞所述柵極層的側(cè)墻； 減薄所述側(cè)墻，所述柵極層和減薄后側(cè)墻組成柵極結(jié)構(gòu)； 以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜，同時(shí)以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行源漏摻雜。
2.如權(quán)利要求I所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述側(cè)墻自內(nèi)向外依次包括第一氧化娃層、氮化娃層、第二氧化娃層。
3.如權(quán)利要求2所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述減薄所述側(cè)墻的步驟包括去除所述第二氧化硅層。
4.如權(quán)利要求3所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述去除所述第二氧化硅層的步驟包括通過(guò)稀釋的氫氟酸去除所述第二氧化硅層。
5.如權(quán)利要求2所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅層的厚度在100 200A的范圍內(nèi)，所述氮化硅層的厚度在250 350 A的范圍內(nèi)、第二氧化硅層在900 1100 A的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求I所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜的步驟包括 以第一方向進(jìn)行第一離子注入的同時(shí)以第二方向進(jìn)行第二離子注入，所述第一方向的角度范圍是15°至60°，所述第二方向的角度范圍是92°至135°。
7.如權(quán)利要求6所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一離子注入和第二離子注入的能量和劑量均相同。
8.如權(quán)利要求7所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一離子注入和第二離子注入為N型離子注入，所述第一離子注入和第二離子注入的能量在65 85keV的范圍內(nèi)，所述第一離子注入和第二離子注入的劑量在lE13/cm2 6E13/cm2的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求I所述的晶體管的制造方法，其特征在于，減薄后側(cè)墻的厚度在100 1000A的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求I所述的晶體管的制造方法，其特征在于，同時(shí)進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜的步驟中，輕摻雜的能量是分步進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜時(shí)輕摻雜能量的I. I I. 2倍。
11.如權(quán)利要求I所述的晶體管的制造方法，其特征在于，同時(shí)進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜的步驟中，輕摻雜的劑量是分步進(jìn)行輕摻雜和源漏摻雜時(shí)輕摻雜劑量的I. I I. 2倍。
全文摘要
一種晶體管的制造方法，包括提供襯底；在襯底上形成柵極層；形成圍繞所述柵極層的側(cè)墻；減薄所述側(cè)墻，所述柵極層和減薄后側(cè)墻組成柵極結(jié)構(gòu)；以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行輕摻雜，同時(shí)以所述柵極結(jié)構(gòu)為掩模進(jìn)行源漏摻雜。本發(fā)明在同一步驟中實(shí)現(xiàn)輕摻雜和源漏摻雜以形成LDD結(jié)構(gòu)，減少了工藝步驟，制造方法較為簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102623346SQ201210085880
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者劉正超, 高喜峰 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司