一種半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成柵極介電層和柵極材料層；圖案化所述柵極材料層和所述柵極介電層，以形成柵極；執(zhí)行LDD注入；在所述半導(dǎo)體襯底上所述柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；其中，所述LDD注入步驟包括第一離子注入步驟和第二離子注入步驟，先執(zhí)行所述第一離子注入步驟再執(zhí)行所述第二離子注入步驟或者先執(zhí)行所述第二離子注入步驟再執(zhí)行所述第一離子注入步驟，所述第一離子注入的離子劑包括硅或者鍺；在執(zhí)行LDD注入之后直接進(jìn)行側(cè)墻薄膜的熱處理工藝。綜上所述，本發(fā)明提出了一種新的半導(dǎo)體器件的制作方法，通過優(yōu)化LDD離子注入以避免產(chǎn)生熱載流子注入效應(yīng)，在進(jìn)行LDD離子注入的過程中，引入的Si注入或者Ge注入將產(chǎn)生較多的間隙，在進(jìn)行磷注入的同時(shí)伴隨著Si注入或者Ge注入，并且在形成側(cè)墻薄膜之后增強(qiáng)了磷離子的瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散（TED）。減少了半導(dǎo)體器件中的橫向電場(chǎng)，從而改善了熱載流子注入效應(yīng)。
【專利說明】一種半導(dǎo)體器件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種制作具有減少主體電流(bodycurrent)的N-MOSFET (N型金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]集成電路尤其是超大規(guī)模集成電路中的主要器件是金屬氧化物半導(dǎo)體(M0S)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，集成電路在性能和功能上的進(jìn)步是突飛猛進(jìn)的，并且MOS器件的幾何尺寸一直在不斷縮小，目前其特征尺寸已經(jīng)進(jìn)入納米尺度。在MOS器件按比例縮小的過程中，漏極電壓并不隨之減小，這就導(dǎo)致源極、漏極間的溝道區(qū)存在較強(qiáng)的橫向電場(chǎng)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，使得載流子在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)生碰撞電離，產(chǎn)生額外的電子空穴對(duì)，部分熱載流子注入柵極電介質(zhì)層，同時(shí)載流子在兩次碰撞之間會(huì)加速到比熱運(yùn)動(dòng)速度高出許多倍速度，因此動(dòng)能很大，這些載流子被稱為熱載流子，所述熱電子會(huì)向柵極電介質(zhì)層注入，從而引起熱載流子注入效應(yīng)(hot carrier inject1n effect)。從而影響器件特性,例如，閾值電壓的上升，飽和電流的下降以及載流子遷移率的下降等。尤其，對(duì)于高壓半導(dǎo)體器件的應(yīng)用，熱載流子注入效應(yīng)影響器件的可靠性，特別對(duì)于NMOS半導(dǎo)體器件。目前通常采用磷注入來形成漏區(qū)和漂移區(qū)(drift area)ο
[0003]如圖1A-1E所示其是現(xiàn)有技術(shù)中形成NMOS半導(dǎo)體器件的方法，首先，如圖1A所示，提供半導(dǎo)體襯底100，在半導(dǎo)體襯底100具有有源區(qū)、阱以及淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底上形成柵極介電層101 ;接著如圖1B所示，在柵極介電層101上形成多晶硅層，圖案化所述多晶硅層和柵極介電層101，以阱上方形成NMOS柵極102 ;接著如圖1C所示，在柵極102的兩側(cè)半導(dǎo)體襯底100上進(jìn)行輕摻雜漏(LDD)磷注入，以形成輕摻雜區(qū)103 ;接著如圖1D所示，在半導(dǎo)體襯底100和柵極102上形成二氧化硅和氮化硅層，采用各向異性刻蝕所述二氧化硅和氮化硅層以在柵極102的兩側(cè)形成側(cè)墻104 ;接著如圖1E所示，在柵極102的側(cè)墻104兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成源漏區(qū)105并進(jìn)行激活。
[0004]上述現(xiàn)有技術(shù)中，在形成NMOS半導(dǎo)體器件的過程中引起熱載流子注入效應(yīng)。
[0005]因此，需要一種新的半導(dǎo)體器件的制作方法，以解決NMOS半導(dǎo)體器件中的熱載流子注入效應(yīng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成柵極介電層和柵極材料層；圖案化所述柵極材料層和所述柵極介電層，以形成柵極；執(zhí)行LDD注入；在所述半導(dǎo)體襯底上所述柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；其中，所述LDD注入步驟包括第一離子注入步驟和第二離子注入步驟，先執(zhí)行所述第一離子注入步驟再執(zhí)行所述第二離子注入步驟或者先執(zhí)行所述第二離子注入步驟再執(zhí)行所述第一離子注入步驟，所述第一離子注入的離子劑包括硅或者鍺；在執(zhí)行LDD注入之后直接進(jìn)行側(cè)墻薄膜的熱處理工藝。
[0007]優(yōu)選地，所述第二離子注入的離子為磷。
[0008]優(yōu)選地，所述LDD注入步驟為先進(jìn)行磷注入然后進(jìn)行硅或者鍺注入。
[0009]優(yōu)選地，所述LDD注入步驟為先進(jìn)行硅或者鍺注入然后進(jìn)行磷注入。
[0010]優(yōu)選地，形成所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)的方法為化學(xué)氣相沉積工藝。
[0011]優(yōu)選地，所述化學(xué)氣相沉積工藝的反應(yīng)溫度為500°C至800°C，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘至10小時(shí)。
[0012]優(yōu)選地，還包括在形成所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)之后執(zhí)行重離子注入以形成源漏區(qū)并進(jìn)行退火的步驟。
[0013]綜上所述，本發(fā)明提出了一種新的半導(dǎo)體器件的制作方法，通過優(yōu)化LDD離子注入以避免產(chǎn)生熱載流子注入效應(yīng)，在進(jìn)行LDD離子注入的過程中，引入的Si注入或者Ge注入將產(chǎn)生較多的間隙，在進(jìn)行磷注入的同時(shí)伴隨著Si注入或者Ge注入，并且在形成側(cè)墻薄膜之后增強(qiáng)了磷離子的瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散(TED)。減少了半導(dǎo)體器件中的橫向電場(chǎng)，從而改善了熱載流子注入效應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。附圖中:
[0015]圖1A-1E為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制作NMOS半導(dǎo)體器件的相關(guān)步驟所獲得的器件的剖視圖；
[0016]圖2A-2E為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式制作NMOS半導(dǎo)體器件的相關(guān)步驟所獲得的器件的剖視圖；
[0017]圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在LDD注入之后離子濃度-深度函數(shù)曲線；
[0018]圖4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在形成側(cè)墻之后形成的輕摻雜區(qū)的剖面示意圖；
[0019]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式制作NMOS半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)電流和半導(dǎo)體襯底電流的特性圖；
[0020]圖6為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式制作NMOS半導(dǎo)體器件的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0022]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的形成淺溝槽隔離的方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0024]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的制作方法。參照?qǐng)D2A至圖2E，示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)施例的相關(guān)步驟的剖視圖。
[0025]下面結(jié)合附圖2A-2E對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。參照?qǐng)D2A至圖2E，示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)施例的相關(guān)步驟的剖視圖。
[0026]如圖2A所示，提供半導(dǎo)體襯底200，所述半導(dǎo)體的襯底200中形成有阱和有源區(qū)；
[0027]半導(dǎo)體襯底200可包括任何半導(dǎo)體材料，此半導(dǎo)體材料可包括但不限于:S1、SiC、SiGe, SiGeC, Ge合金、GeAs, InAs, InP,以及其它II1- V或I1-VI族化合物半導(dǎo)體。
[0028]半導(dǎo)體襯底200包括各種隔離結(jié)構(gòu)，例如淺溝槽絕緣。半導(dǎo)體襯底200可以是以下所提到的材料中的至少一種:娃、絕緣體上娃(SOI)、絕緣體上層疊娃(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。此外，半導(dǎo)體襯底上可以被定義有源區(qū)。
[0029]作為優(yōu)選，所述半導(dǎo)體襯底200為Si材料層的厚度為lO-lOOnm，優(yōu)選為30_50nm。
[0030]在所述半導(dǎo)體襯底200中形成有阱，當(dāng)所述襯底選用N型襯底，具體地，本領(lǐng)域技術(shù)人員選用本領(lǐng)域常用的N型襯底即可，接著在所述N型襯底中形成P阱，在本發(fā)明的實(shí)施例中，首先在所述N型襯底上形成P阱窗口，在所述P阱窗口中進(jìn)行離子注入，然后執(zhí)行退火步驟推進(jìn)以形成P阱。當(dāng)所述襯底選用P型襯底，具體地，本領(lǐng)域技術(shù)人員選用本領(lǐng)域常用的P型襯底即可，接著在所述P型襯底中形成N阱，在本發(fā)明的實(shí)施例中，首先在所述P型襯底上形成N阱窗口，在所述N阱窗口中進(jìn)行離子注入，然后執(zhí)行退火步驟推進(jìn)以形成N阱。
[0031]將所述半導(dǎo)體襯底200劃分為NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域，該NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域具有均勻摻雜的溝道區(qū)。在半導(dǎo)體襯底上形成柵極介電層201。
[0032]所述柵極介電層可以是氧化硅(Si02)或氮氧化硅(S1N)?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員所習(xí)知的氧化工藝?yán)鐮t管氧化、快速熱退火氧化(RT0)、原位水蒸氣氧化(ISSG)等形成氧化硅材質(zhì)的柵極介質(zhì)層。對(duì)氧化硅執(zhí)行氮化工藝可形成氮氧化硅，其中，所述氮化工藝可以是高溫溫爐管氮化、快速熱退火氮化或等離子體氮化，當(dāng)然，還可以采用其它的氮化工藝，這里不再贅述。
[0033]利用傳統(tǒng)沉積工藝在露出的溝道的頂部形成柵極介電層?；蛘?，柵極介電層可以通過熱氧化、氮化或氧氮化工藝形成。在形成柵極介電層時(shí)，也可以組合使用上述工藝。柵極介電層可以包括如下的任何傳統(tǒng)電介質(zhì):Si02、Si3N4, S1N、S1N2、諸如Ti02、A1203、ZrO2,HfO2, Ta2O5, La2O3的高k電介質(zhì)以及包括鈣鈦礦型氧化物的其它類似氧化物，但不限于此。通常，高k電介質(zhì)能經(jīng)受高溫(900°C)退火。柵極介電層也可以包括上述電介質(zhì)材料的任何組合。
[0034]接著，如圖2B所示，在柵極介電層201上形成多晶硅層，圖案化所述多晶硅層和柵極介電層以形成NMOS柵極202。
[0035]在本發(fā)明中優(yōu)選形成多晶硅柵極，多晶硅層的形成方法可選用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)工藝。形成所述多晶硅層的工藝條件包括:反應(yīng)氣體為硅烷(SiH4)，所述硅烷的流量范圍可為100?200立方厘米/分鐘(sccm)，如150sccm ;反應(yīng)腔內(nèi)溫度范圍可為700?750攝氏度；反應(yīng)腔內(nèi)壓力可為250?350毫毫米汞柱(mTorr)，如300mTorr ;所述反應(yīng)氣體中還可包括緩沖氣體，所述緩沖氣體可為氦氣(He)或氮?dú)?，所述氦氣和氮?dú)獾牧髁糠秶蔀?5 ?20 升 / 分鐘(slm)，如 8slm、1slm 或 15slm。
[0036]進(jìn)行圖案化，以在半導(dǎo)體襯底上形成多晶硅柵極，所述圖案化方法為首先形成圖案化的光刻膠層，以所述光刻膠層為掩膜蝕刻所述多晶硅層和柵極介電層，最后灰化去除所述光刻膠層，但是所述多晶硅柵極的圖案化方法并不局限于上述示例。
[0037]然后，如圖2C所示，在半導(dǎo)體襯底200上所述柵極202的兩側(cè)分別執(zhí)行LDD離子注入，以形成輕摻雜區(qū)域203，所述形成LDD的方法可以是離子注入工藝或擴(kuò)散工藝。所述LDD注入的離子類型根據(jù)將要形成的半導(dǎo)體器件的電性決定，即形成的器件為NMOS器件，則LDD注入工藝中摻入的雜質(zhì)離子包括磷、砷、銻、鉍中的一種或組合，其中優(yōu)選磷，同時(shí)在進(jìn)行磷離子注入之前或者之后執(zhí)行硅(Si)或者鍺(Ge)注入，具體的，離子注入的順序?yàn)榱纂x子的注入可以在硅或者鍺注入前，還可以在硅或者鍺注入后。在本發(fā)明的實(shí)施例中，LDD注入包括兩步離子注入步驟，包括硅(Si)或者鍺(Ge)離子注入步驟和磷離子注入步驟，可以先執(zhí)行硅(Si)或者鍺(Ge)離子注入步驟再執(zhí)行磷離子注入步驟，或者可以先執(zhí)行磷離子注入步驟再執(zhí)行硅(Si)或者鍺(Ge)離子注入步驟。根據(jù)所需的雜質(zhì)離子的濃度，離子注入工藝可以一步或多步完成。
[0038]在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，在半導(dǎo)體襯底200上所述柵極202的兩側(cè)分別執(zhí)行口袋注入工藝(PKT, Pocket implantat1n),形成口袋區(qū),用于防止短溝道效應(yīng)。口袋注入的元素類型可以為，P型元素氟化硼或硼，N型元素磷或砷。所述口袋注入的離子類型根據(jù)將要形成的半導(dǎo)體器件的電性決定。
[0039]在LDD離子注入中，硅和鍺的注入可以產(chǎn)生較多的間隙原子和空位。在LDD離子注入之后，取消常規(guī)的LDD快速熱退火，則可以在多晶硅側(cè)墻沉積之前保留這些空隙，并在側(cè)墻形成的過程中增強(qiáng)磷原子的瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散，以產(chǎn)生更多的反溝道效應(yīng)，補(bǔ)償由于短溝道效應(yīng)所引起的閾值電壓下降和漏電流增強(qiáng)。
[0040]如圖3所示，為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在LDD注入之后離子濃度-深度函數(shù)曲線。橫軸為半導(dǎo)體襯底深度值，縱軸為L(zhǎng)DD離子注入的濃度值，曲線301為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在LDD注入后的離子濃度-深度函數(shù)曲線，曲線302為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在LDD注入之后離子濃度-深度函數(shù)曲線，從圖3中可以看出，本發(fā)明中的離子濃度變化比現(xiàn)有技術(shù)中的離子濃度變化小。
[0041]如圖2D所示，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底200執(zhí)行完LDD注入之后在半導(dǎo)體襯底200上和柵極202上形成側(cè)墻材料層，采用各向異性刻蝕工藝刻蝕所述側(cè)墻材料層，以在半導(dǎo)體襯底200上柵極202的兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)204A、204B。
[0042]所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)材料可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者它們組合構(gòu)成。作為本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)化實(shí)施方式，所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)為氧化硅、氮化硅共同組成，具體工藝為:在半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、第一氮化硅層以及第二氧化硅層，可以采用熱處理工藝、化學(xué)氣相沉積等，然后采用蝕刻方法形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。優(yōu)選采用化學(xué)氣相沉積工藝形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，所述化學(xué)氣相沉積工藝的反應(yīng)溫度為500°C至800°C，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘至10小時(shí)。
[0043]在柵極的每個(gè)側(cè)壁上形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。側(cè)墻結(jié)構(gòu)包括氮化物、氧氮化物或它們的組合，是通過沉積和刻蝕形成的。側(cè)墻結(jié)構(gòu)可以具有不同的厚度，但從底表面開始測(cè)量，側(cè)墻結(jié)構(gòu)的厚度通常為1nm到30nm。
[0044]作為示例，在半導(dǎo)體襯底上還可以形成有位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)且緊靠柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻結(jié)構(gòu)。其中，側(cè)墻結(jié)構(gòu)可以包括至少一層氧化物層和/或至少一層氮化物層。需要說明的是，側(cè)墻結(jié)構(gòu)是可選的而非必需的，其主要用于在后續(xù)進(jìn)行蝕刻或離子注入時(shí)保護(hù)柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁不受損傷。
[0045]可以采用干蝕刻法也可以采用濕蝕刻法形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。干蝕刻法能夠采用基于氟化碳?xì)怏w的各向異性蝕刻法。濕蝕刻法能夠采用氫氟酸溶液，例如緩沖氧化物蝕刻劑或氫氟酸緩沖溶液。
[0046]干法蝕刻工藝包括但不限于:反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。例如采用等離子體刻蝕，刻蝕氣體可以采用基于含氟的氣體。具體的，采用較低的射頻能量并能產(chǎn)生低壓和高密度的等離子體氣體來實(shí)現(xiàn)干法刻蝕。作為一個(gè)實(shí)例，采用等離子體刻蝕的刻蝕氣體的流量范圍可為50立方厘米/分鐘(sccm)?150立方厘米/分鐘(sccm),反應(yīng)室內(nèi)壓力可為5毫托(mTorr)?20毫托(mTorr)。其中,干法刻蝕的刻蝕氣體可以是溴化氫氣體、四氟化碳?xì)怏w或者三氟化氮?dú)怏w，還可以通入一些添加氣體，如氮?dú)狻⒑饣蛘哐鯕獾取?br> [0047]如圖4所示，為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在形成側(cè)墻之后形成的輕摻雜區(qū)的剖面示意圖。401為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成的輕摻雜區(qū)，402為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式形成的輕摻雜區(qū)，從圖3中可以看出，根據(jù)本發(fā)明的方法增強(qiáng)了磷原子瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)，以增強(qiáng)了磷的分布梯度、加大了輕摻雜區(qū)的結(jié)深，對(duì)熱載流子效應(yīng)大有益處。
[0048]如圖2E所示，在形成所述柵極202和側(cè)墻結(jié)構(gòu)204A、204B之后，進(jìn)行重離子注入工藝，以于柵極202周圍的半導(dǎo)體襯底200中形成源極/漏極區(qū)域205。緊接著進(jìn)行快速升溫退火工藝，利用900至1050°C的高溫來活化源極/漏極區(qū)域內(nèi)的摻雜質(zhì)，并同時(shí)修補(bǔ)在各離子注入工藝中受損的半導(dǎo)體襯底表面的晶格結(jié)構(gòu)。此外，亦可視產(chǎn)品需求及功能性考量。具體地，可以通過離子注入或者擴(kuò)散的方法來形成所述源漏區(qū)，作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在進(jìn)行離子注入或者擴(kuò)散后還可以進(jìn)一步包括一熱退火的步驟。
[0049]所述退火步驟一般是將所述襯底置于高真空或高純氣體的保護(hù)下，加熱到一定的溫度進(jìn)行快速升溫退火(RTA)工藝，在本發(fā)明所述高純氣體優(yōu)選為氮?dú)饣蚨栊詺怏w，所述快速升溫退火工藝步驟的溫度為800-1200°C，優(yōu)選為1050°C，所述熱退火步驟時(shí)間為1-300S。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，在本發(fā)明中選用的快速熱退火，可以選用以下幾種方式中的一種:脈沖激光快速退火、脈沖電子書快速退火、離子束快速退火、連續(xù)波激光快速退火以及非相干寬帶光源(如鹵燈、電弧燈、石墨加熱)快速退火等，但并非局限于所舉示例。
[0050]如圖5所示，為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式制作NMOS半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)電流和半導(dǎo)體襯底電流的特性圖。橫軸為半導(dǎo)體器件的開路電流(Idsat),縱軸半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底電流(Iusb)。從圖中可以看出，根據(jù)本發(fā)明的方法制作的半導(dǎo)體器件在開啟狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電流(on-state drive current)增大的同時(shí)體電流(body current)減小。
[0051]參照?qǐng)D6，為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式制作NMOS半導(dǎo)體器件的工藝流程圖，用于簡(jiǎn)要示出整個(gè)制造工藝的流程。
[0052]在步驟601中，提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底上形成柵極介電層；
[0053]在步驟602中，在柵極介電層上形成多晶硅層，圖案化所述柵極介電層和多晶硅層以形成柵極；
[0054]在步驟603中，執(zhí)行LDD注入，具體的，在Ge (或者Si )注入之前或者之后進(jìn)行磷離子注入；
[0055]在步驟604中，在半導(dǎo)體襯底上柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；
[0056]在步驟605中，執(zhí)行重離子注入，在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成源漏區(qū)并進(jìn)行退火。
[0057]綜上所述，本發(fā)明提出了一種新的半導(dǎo)體器件的制作方法，通過優(yōu)化LDD離子注入以避免產(chǎn)生熱載流子注入效應(yīng)，在進(jìn)行LDD離子注入的過程中，引入的Si植入或者Ge植入將產(chǎn)生較多的間隙，在進(jìn)行Si植入或者Ge植入的同時(shí)伴隨著磷注入，并且在形成側(cè)墻之后增強(qiáng)了磷離子的瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散(TED)。減少了半導(dǎo)體器件中的橫向電場(chǎng)，從而改善了熱載流子注入效應(yīng)。
[0058]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括: 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成柵極介電層和柵極材料層； 圖案化所述柵極材料層和所述柵極介電層，以形成柵極； 執(zhí)行LDD注入； 在所述半導(dǎo)體襯底上所述柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)； 其中，所述LDD注入步驟包括第一離子注入步驟和第二離子注入步驟，先執(zhí)行所述第一離子注入步驟再執(zhí)行所述第二離子注入步驟或者先執(zhí)行所述第二離子注入步驟再執(zhí)行所述第一離子注入步驟，所述第一離子注入的離子劑包括硅或者鍺； 在執(zhí)行LDD注入之后直接進(jìn)行側(cè)墻薄膜的熱處理工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二離子注入的離子為磷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述LDD注入步驟為先進(jìn)行磷注入然后進(jìn)行娃或者鍺注入。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述LDD注入步驟為先進(jìn)行硅或者鍺注入然后進(jìn)行磷注入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)的方法為化學(xué)氣相沉積工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積工藝的反應(yīng)溫度為5000CM 800°C，反應(yīng)時(shí)間為10分鐘至10小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在形成所述側(cè)墻結(jié)構(gòu)之后執(zhí)行重離子注入以形成源漏區(qū)并進(jìn)行退火的步驟。
【文檔編號(hào)】H01L21/265GK104425282SQ201310410784
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】宋化龍 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司