本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的制備方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件是工業(yè)制作中的常用器件，半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中提供的半導(dǎo)體器件的制備方法為：在半導(dǎo)體硅基底表面上依次形成了柵氧化層和多晶硅層之后，再形成半導(dǎo)體器件的體區(qū)；擴散體區(qū)的體積；采用干法刻蝕對柵氧化層進行處理，去減少裸露在硅基底表面的柵氧化層，以便于向體區(qū)中注入砷離子去形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)；在硅基底的表面依次形成介質(zhì)層和正面金屬層，在硅基底的底面上形成背面金屬層。從而完成了半導(dǎo)體器件的制備。

然而現(xiàn)有技術(shù)中，由于多晶硅層是裸露在外的，在對柵氧化層進行干法刻蝕的時候，會損傷到多晶硅層，從而制備成的半導(dǎo)體器件的閾值電壓會發(fā)生波動，造成半導(dǎo)體器件的性能不穩(wěn)定，進而影響了半導(dǎo)體器件的可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，用以解決現(xiàn)有制備方法中的由于多晶硅層是裸露在外的，在對柵氧化層進行干法刻蝕的時候，會損傷到多晶硅層，從而制備成的半導(dǎo)體器件的閾值電壓會發(fā)生波動，造成半導(dǎo)體器件的性能不穩(wěn)定，進而影響了半導(dǎo)體器件的可靠性的問題。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

在半導(dǎo)體硅基底的表面上形成柵氧化層，并在所述柵氧化層的表面上形成多晶硅層，對所述多晶硅層進行光刻和刻蝕，形成體區(qū)窗口；

通過所述體區(qū)窗口向所述硅基底中注入P型離子，形成所述半導(dǎo)體器件 的體區(qū)；

利用各向異性的干法刻蝕對整個器件上表面進行刻蝕，減薄所述柵氧化層的厚度；

對所述體區(qū)進行P型離子驅(qū)入，使未被刻蝕掉的所述多晶硅層的表面上形成二氧化硅層；

對所述硅基底進行光刻，形成所述半導(dǎo)體器件的源區(qū)；

在所述半導(dǎo)體硅基底的表面上形成介質(zhì)層和正面金屬層之后，對所述正面金屬層進行光刻和刻蝕，形成源極金屬層和柵極金屬層；

在所述硅基底的底面上覆蓋背面金屬層。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的制備方法，在半導(dǎo)體硅基底的表面上依次形成柵氧化層、多晶硅層后，再形成半導(dǎo)體器件的體區(qū)；利用各向異性的干法刻蝕對整個器件上表面進行刻蝕，減薄柵氧化層的厚度；對體區(qū)進行P型離子驅(qū)入，使未被刻蝕掉的多晶硅層的表面上形成二氧化硅層；形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)；在半導(dǎo)體硅基底的表面上形成介質(zhì)層和正面金屬層之后，對正面金屬層進行光刻和刻蝕，形成源極金屬層和柵極金屬層；在硅基底的底面上覆蓋背面金屬層。從而在減薄柵氧化層的厚度之后，在未被刻蝕掉的多晶硅層的表面上形成二氧化硅層，實現(xiàn)了對多晶硅層的修復(fù)，在多晶硅層的表面上形成一層二氧化硅的保護層，從而消除了多晶硅的損傷，制備成的半導(dǎo)體器件的閾值電壓不會發(fā)生波動，提高了半導(dǎo)體器件的性能的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一提供的半導(dǎo)體器件的制備方法的流程示意圖；

圖2為實施例一的步驟101執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖；

圖3為實施例一的步驟102執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖；

圖4為實施例一的步驟103執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖；

圖5為實施例一的步驟104執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖；

圖6為實施例一的步驟105執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖；

圖7為實施例一的步驟106執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖；

圖8為實施例一的步驟107執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的半導(dǎo)體器件的制備方法的流程示意圖，為了對本實施例中的方法進行清楚系統(tǒng)的描述，如圖1所示，包括：

步驟101、在半導(dǎo)體硅基底的表面上形成柵氧化層，并在柵氧化層的表面上形成多晶硅層，對多晶硅層進行光刻和刻蝕，形成體區(qū)窗口。

在本實施例中，具體的，圖2為實施例一的步驟101執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖2所示，半導(dǎo)體硅基底用標號11表示，半導(dǎo)體硅基底11包括襯底和設(shè)置在襯底表面上的外延層，外延層為一層或多層半導(dǎo)體薄膜；柵氧化層用標號12表示，保留的部分多晶硅用標號13表示，體區(qū)窗口用標號14表示。

其中，半導(dǎo)體硅基底11可以為半導(dǎo)體元素，例如單晶硅、多晶硅或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe)，也可以為混合的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導(dǎo)體或其組合。本實施例在此不對其進行限制。

在反應(yīng)爐中通入氧氣，在高溫下，半導(dǎo)體硅基底11的表面上形成柵氧化層12。然后采用低壓化學(xué)氣相沉積方法，在反應(yīng)爐中通入硅烷(SiH₄)氣體，硅烷氣體在高溫下分解成多晶硅，多晶硅沉積在柵氧化層12的表面，從而在在柵氧化層12的表面上形成多晶硅層。之后，對多晶硅層進行光刻和刻蝕， 包括在多晶硅層的表面上涂覆光刻膠，再對半導(dǎo)體器件進行曝光顯影，再注入離子，以光刻膠為掩膜對多晶硅層進行刻蝕，形成體區(qū)窗口14，再采用濃硫酸溶液去除光刻膠。保留的部分多晶硅層13作為柵極部分和互聯(lián)部分的多晶硅層。

其中，柵氧化層的厚度為800埃～1200埃。

步驟102、通過體區(qū)窗口向硅基底中注入P型離子，形成半導(dǎo)體器件的體區(qū)。

在本實施例中，具體的，圖3為實施例一的步驟102執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖3所示，體區(qū)用標號15表示。

通過體區(qū)窗口14向硅基底11中注入P型離子，離子的注入劑量為1.0E13～1.0E15個/平米厘米，能量為80千電子伏～120千電子伏；可以形成半導(dǎo)體器件的體區(qū)15。

其中，P型離子是硼離子或二氧化硼離子。

步驟103、利用各向異性的干法刻蝕對整個器件上表面進行刻蝕，減薄柵氧化層的厚度。

在本實施例中，具體的，圖4為實施例一的步驟103執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖4所示，減薄后的柵氧化層用標號16表示。

利用各向異性的干法刻蝕對硅基底進行處理，在刻蝕過程中，由于保留的部分多晶硅層13的保護，各向異性的干法刻蝕只會對裸露在半導(dǎo)體器件上的柵氧化層進行刻蝕，而不會刻蝕保留的部分多晶硅層13下方的柵氧化層，從而可以減薄保留的部分多晶硅層13的下方以外區(qū)域的柵氧化層的厚度。

其中，減薄后的柵氧化層16的厚度為200?！?00埃。

步驟104、對體區(qū)進行P型離子驅(qū)入，使未被刻蝕掉的多晶硅層的表面上形成二氧化硅層。

在本實施例中，具體的，圖5為實施例一的步驟104執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖5所示，離子驅(qū)入后的體區(qū)用標號17表示。

在反應(yīng)爐中，通入氮氣和氧氣，在高溫的條件下，使得半導(dǎo)體器件兩側(cè)的體區(qū)可以成為體積更大的體區(qū)，從而可以形成半導(dǎo)體器件的溝道。

同時，由于在步驟103進行干法刻蝕的過程中，保留的部分多晶硅層13的表面也受到了刻蝕工藝中的電漿的損傷。在進行體區(qū)的P型離子驅(qū)入的過 程中，在高溫條件下，通入的氧氣會與保留的部分多晶硅層13的表面發(fā)生氧化反應(yīng)，從而在保留的部分多晶硅層13的表面上形成二氧化硅層，即在未被刻蝕掉的多晶硅層的表面上形成二氧化硅層，消除了多晶硅的損傷。

其中，P型離子驅(qū)入的驅(qū)入溫度為900攝氏度～1200攝氏度，時間為50分鐘～200分鐘，并且，通入的氮氣流量為8升/分鐘～12升/分鐘，通入的氧氣流量為0.04升/分鐘～0.2升/分鐘。

步驟105、對硅基底進行光刻，形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)。

在本實施例中，具體的，圖6為實施例一的步驟105執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖6所示，源區(qū)用標號18表示，光阻層用標號19標識，對硅基底11進行光刻，可以形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)18。

對硅基底11進行光刻，形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)18，包括：在硅基底11的表面上涂覆光阻，對硅基底11進行曝光顯影處理；向體區(qū)17中注入砷離子，形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)18和光阻層19；去除光阻層19。具體的，在整個半導(dǎo)體器件的表面上涂覆一層光阻，光阻可以采用光刻膠，然后對整個器件進行曝光顯影處理，留下了部分的光阻層19；以光阻層19為掩膜，由整個器件的上方向體區(qū)17中注入砷離子，形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)18；然后采用濃硫酸和雙氧水的混合溶液，去除光阻層19。

其中，砷離子的注入劑量為1.0E15～1.0E16個/平方厘米，能量為50千電子伏～120千電子伏。

步驟106、在半導(dǎo)體硅基底的表面上形成介質(zhì)層和正面金屬層之后，對正面金屬層進行光刻和刻蝕，形成源極金屬層和柵極金屬層。

在本實施例中，具體的，圖7為實施例一的步驟106執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖7所示，介質(zhì)層用標號20表示，正面金屬層用標號21表示。

在硅基底11的表面上沉積介質(zhì)層20，其中，介質(zhì)層20包括純二氧化硅層、以及在純二氧化硅層表面上的磷硅玻璃層，沉積介質(zhì)層20的具體過程為：利用低壓化學(xué)氣相沉積方法，先在硅基底11的表面上沉積一層純二氧化硅層，然后再在在純二氧化硅層的表面上沉積一層磷硅玻璃層。然后在介質(zhì)層20的表面上沉積正面金屬層21，在對正面金屬層21進行光刻、刻蝕之后，形成半導(dǎo)體器件的源極金屬層和柵極金屬層。

其中，純二氧化硅層的厚度為2000埃，磷硅玻璃層的厚度為8000埃。

并且，在半導(dǎo)體硅基底11的表面上形成介質(zhì)層20和正面金屬層21，包括：在半導(dǎo)體硅基底11的表面上形成介質(zhì)層20；對介質(zhì)層20進行光刻和刻蝕，形成接觸孔；在介質(zhì)層20的表面和接觸孔內(nèi)覆蓋正面金屬層21。

覆蓋正面金屬層21的過程為：采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，簡稱PVD)方法，用氬原子轟擊金屬，使得金屬沉積在整個器件的表面，形成正面金屬層21；其中，正面金屬層21可以是一種鋁硅銅合金。

步驟107、在硅基底的底面上覆蓋背面金屬層。

在本實施例中，具體的，圖8為實施例一的步驟107執(zhí)行過程中半導(dǎo)體器件器件的剖面示意圖，圖8所示，背面金屬層用標號22表示。

首先對硅基底11進行減薄，然后由硅基底11的下方，向硅基底11中注入N型離子，從而去降低硅基底11的接觸電阻；然后再硅基底11的底面上覆蓋背面金屬層22。

其中，背面金屬層22是鈦、鎳、銀復(fù)合層。

覆蓋背面金屬層22的具體過程為：采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，簡稱PVD)方法，用氬原子轟擊金屬；首先轟擊鈦金屬，使得鈦金屬先沉積在硅基底11的底面上，先形成一層鈦金屬層；然后轟擊鎳金屬，使得鎳金屬沉積在鈦金屬層的表面上，形成一層鎳金屬層；最后轟擊銀金屬，使得銀金屬沉積在鎳金屬層的表面上，最后形成一層銀金屬層；從而形成了成背面金屬層22。

本實施例提供的方法可以應(yīng)用在平面型垂直雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管這種半導(dǎo)體器件中，但不僅僅限于該半導(dǎo)體器件。本實施例在此不對其進行限制。

本實施例通過在半導(dǎo)體硅基底的表面上依次形成柵氧化層、多晶硅層后，再形成半導(dǎo)體器件的體區(qū)；利用各向異性的干法刻蝕對整個器件上表面進行刻蝕，減薄柵氧化層的厚度；對體區(qū)進行P型離子驅(qū)入，使未被刻蝕掉的多晶硅層的表面上形成二氧化硅層；再形成半導(dǎo)體器件的源區(qū)、介質(zhì)層、正面金屬層和背面金屬層。從而在減薄柵氧化層的厚度之后，在未被刻蝕掉的多晶硅層的表面上形成二氧化硅層，實現(xiàn)了對多晶硅層的修復(fù)，在多晶硅層的表面上形成一層二氧化硅的保護層，從而消除了多晶硅的損傷，制備成的半 導(dǎo)體器件的閾值電壓不會發(fā)生波動，提高了半導(dǎo)體器件的性能的穩(wěn)定性和可靠性。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。