摻雜柵極和源漏極的方法及半導(dǎo)體器件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體而言，涉及一種摻雜柵極和源漏極的方法及半 導(dǎo)體器件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體的制造過程中，通常包括在襯底上形成柵極和在柵極兩側(cè)形成源漏極的 步驟，而在形成柵極（多晶硅材料制成的柵極）和源漏極的步驟中通常采用摻雜工藝進(jìn)行。 在實(shí)際操作的過程中，往往需要使柵極的摻雜濃度高于源漏極的摻雜濃度。為了實(shí)現(xiàn)這一 目的，目前摻雜形成柵極和源漏極的方法主要包括以下步驟：1、在襯底上形成多晶硅層，對 多晶硅層進(jìn)行離子注入；2、在離子注入后進(jìn)行快速退火處理，以提高多晶硅層中晶粒的完 整性和密度；3、利用光刻、刻蝕工藝形成柵極，利用沉積、刻蝕工藝形成側(cè)壁層；4、對柵極 和柵極兩側(cè)的襯底進(jìn)行離子注入，形成源漏極。
[0003] 然而，上述摻雜過程中，在第一次離子注入后進(jìn)行快速退火處理，所注入的離子會 在快速熱退火過程中促進(jìn)多晶硅層中的多晶硅晶粒長大，晶粒的體積增大，會使晶粒之間 的縫隙相應(yīng)增大。同時，隨著尺寸的縮小，半導(dǎo)體襯底上的柵極線寬也隨之減小。兩方面的 因素下，在對柵極和柵極兩側(cè)的襯底進(jìn)行離子注入時，極易使柵極中的離子穿過晶粒之間 的縫隙進(jìn)入下方的襯底中。從而導(dǎo)致源漏極之間的距離變短，出現(xiàn)交疊電容變大、芯片工作 速度變慢的問題。嚴(yán)重時，從柵極擴(kuò)散至襯底中的離子會導(dǎo)致源漏極導(dǎo)通，產(chǎn)生隧穿效應(yīng)。
[0004] 由此可見，目前雖然能夠使半導(dǎo)體襯底中的柵極和源漏極具有不同的摻雜濃度， 但極易導(dǎo)致源漏極產(chǎn)生隧穿效應(yīng)，從而降低半導(dǎo)體芯片的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種摻雜柵極和源漏極的方法及半導(dǎo)體器件的制備方法，以解決 現(xiàn)有技術(shù)中源漏極易導(dǎo)通而產(chǎn)生的隧穿效應(yīng)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種摻雜柵極和源漏極的方 法，其包括以下步驟：提供形成有預(yù)備柵極的襯底；快速熱退火處理形成有預(yù)備柵極的襯 底；在襯底表面上，形成環(huán)繞預(yù)備柵極設(shè)置的抗反射層；對預(yù)備柵極進(jìn)行第一次離子注入， 形成過渡柵極；去除抗反射層，對過渡柵極和過渡柵極兩側(cè)的襯底進(jìn)行第二次離子注入，以 形成柵極和位于柵極兩側(cè)的源極和漏極；其中，抗反射層為固體抗反射層。
[0007] 進(jìn)一步地，形成抗反射層的步驟包括：在襯底上形成覆蓋預(yù)備柵極的預(yù)備抗反射 層；以及去除位于預(yù)備柵極上方的預(yù)備抗反射層，形成抗反射層。
[0008] 進(jìn)一步地，去除位于預(yù)備柵極上方的預(yù)備抗反射層的步驟中，平坦化處理形成上 表面與預(yù)備柵極的上表面平齊的抗反射層。
[0009] 進(jìn)一步地，上述預(yù)備抗反射層的厚度為2000~5:M0A。
[0010] 進(jìn)一步地，在形成抗反射層的步驟前，還包括在預(yù)備柵極的側(cè)壁上形成側(cè)壁層的 步驟。
[0011] 進(jìn)一步地，上述抗反射層的材料不同于側(cè)壁層的材料。
[0012] 進(jìn)一步地，上述抗反射層為通過化學(xué)氣相沉積法形成的氧化物層、氮氧化物層或 石墨層，優(yōu)選氧化物層為二氧化硅層，氮氧化物層為氮氧化硅層。
[0013] 進(jìn)一步地，去除抗反射層的方法為干法刻蝕、濕法刻蝕，或者干法刻蝕與濕法刻蝕 混用。
[0014] 進(jìn)一步地，上述第一次離子注入和第二次離子注入的步驟中，所注入的離子為N 型元素或P型元素；優(yōu)選N型元素為磷或砷，優(yōu)選P型元素為硼或銦。
[0015] 進(jìn)一步地，上述第一次離子注入的能量范圍為lOOOev~lOOOOev;第二次離子注 入的能量范圍小于25000ev。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括摻雜柵極和源 漏極的步驟，其中，摻雜柵極和源漏極的步驟中，采用的是上述的摻雜柵極和源漏極的方 法。
[0017] 應(yīng)用本發(fā)明的摻雜柵極和源漏極的方法及半導(dǎo)體器件的制備方法，通過在環(huán)繞預(yù) 備柵極的襯底上方形成抗反射層，以在第一次離子注入過程中，利用該抗反射層阻止離子 進(jìn)入預(yù)備柵極兩側(cè)的襯底中，而僅進(jìn)入預(yù)備柵極中形成過渡柵極。待第一次離子注入結(jié)束 后，將抗反射層去除，能夠在第二次離子注入過程中使離子同時進(jìn)入過渡柵極和其兩側(cè)的 襯底中，形成柵極和源漏極。上述過程中，兩次離子注入時均對預(yù)備柵極進(jìn)行了摻雜，而僅 在第二次離子注入時進(jìn)行了源漏極的摻雜，進(jìn)而達(dá)到使柵極中的離子摻雜濃度大于源漏極 的摻雜濃度的目的。同時，本申請上述摻雜柵極和源漏極的方法中，將快速熱退火處理的步 驟設(shè)定在進(jìn)行第一次離子注入之前進(jìn)行。此時，快速熱退火處理的執(zhí)行有利于防止預(yù)備柵 極中晶粒長大、晶粒之間出現(xiàn)較大的縫隙，從而有利于避免所注入的離子穿過縫隙進(jìn)入襯 底，使源漏極出現(xiàn)導(dǎo)通而發(fā)生隧穿效應(yīng)。
【附圖說明】
[0018] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本申請的示 意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0019] 圖1示出了本申請一種實(shí)施方式中摻雜柵極和源漏極的方法的工藝步驟流程示 意圖；
[0020] 圖2至圖9示出了本申請一種實(shí)施方式中摻雜柵極和源漏極的方法中各步驟所形 成的基體剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2示出了形成有預(yù)備柵極的襯底的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3示出了在圖2所示的預(yù)備柵極的側(cè)壁上形成側(cè)壁層后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0023] 圖4示出了在圖3所示的襯底表面上，形成環(huán)繞所述預(yù)備柵極設(shè)置的抗反射層后 的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4-1示出了在圖3所示的襯底10上形成覆蓋預(yù)備柵極20"的預(yù)備抗反射層30' 后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5示出了在圖4所示的基體上對預(yù)備柵極20"進(jìn)行第一次離子注入時的基體的 剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖6示出了在圖4所示的基體上對預(yù)備柵極20"進(jìn)行第一次離子注入后的基體的 剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖7示出了去除圖6所示結(jié)構(gòu)中抗反射層后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖8示出了在圖7所示的基體上對過渡柵極20'和過渡柵極20'兩側(cè)的襯底10 進(jìn)行第二次離子注入時的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0029] 圖9示出了在圖7所示的基體上對過渡柵極20'和過渡柵極20'兩側(cè)的襯底10 進(jìn)行第二次離子注入后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0031] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用屬于"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0032] 為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特 征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位 之外的在使