一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法、電子
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]在制造存儲(chǔ)器元件時(shí)，通常形成自對(duì)準(zhǔn)接觸(SAC)以縮減存儲(chǔ)器單元的尺寸。在沉積覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的自對(duì)準(zhǔn)接觸阻擋層之后，形成具有自對(duì)準(zhǔn)接觸圖案的掩膜層，例如圖案化的光刻膠層。然后，通過蝕刻去除露出的自對(duì)準(zhǔn)接觸阻擋層，形成用于填充構(gòu)成自對(duì)準(zhǔn)接觸的材料的開口。在所述蝕刻過程中，位于柵極結(jié)構(gòu)頂部的柵極硬掩蔽層的厚度減薄，填充構(gòu)成自對(duì)準(zhǔn)接觸的材料于所述開口之后，會(huì)造成自對(duì)準(zhǔn)接觸與柵極之間的擊穿電壓的下降，影響存儲(chǔ)器元件的性能。
[0003]因此，需要提出一種方法，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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)體襯底上形成有多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括位于最上層的柵極硬遮蔽層；在所述半導(dǎo)體襯底上依次沉積自對(duì)準(zhǔn)接觸阻擋層和層間介電層，覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)；去除位于所述柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介電層和自對(duì)準(zhǔn)接觸阻擋層，形成用于填充構(gòu)成自對(duì)準(zhǔn)接觸的材料的開口 ；在所述半導(dǎo)體襯底上沉積另一柵極硬掩蔽層，以提升位于所述柵極結(jié)構(gòu)的最上層的所述柵極硬掩蔽層的厚度；去除所述另一柵極硬掩蔽層位于所述柵極結(jié)構(gòu)之間的半導(dǎo)體襯底上的部分。
[0005]在一個(gè)TJK例中，所述柵極結(jié)構(gòu)包括自下而上層疊的第一柵極介電層、第一柵極材料層、第二柵極介電層、第二柵極材料層和所述柵極硬掩蔽層。
[0006]在一個(gè)示例中，所述第一柵極材料層構(gòu)成浮柵，所述第二柵極材料層構(gòu)成控制柵。
[0007]在一個(gè)示例中，去除位于所述柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介電層和自對(duì)準(zhǔn)接觸阻擋層時(shí)，部分所述柵極硬掩蔽層被同時(shí)去除。
[0008]在一個(gè)示例中，采用具有非理想臺(tái)階覆蓋能力的沉積工藝實(shí)施所述另一柵極硬掩蔽層的沉積。
[0009]在一個(gè)示例中，沉積的所述另一柵極硬掩蔽層位于所述柵極硬掩蔽層之上部分的厚度為100埃-1000埃。
[0010]在一個(gè)示例中，采用微量蝕刻工藝或者濕法蝕刻工藝去除所述另一柵極硬掩蔽層位于所述柵極結(jié)構(gòu)之間的半導(dǎo)體襯底上的部分。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一種采用上述方法制造的半導(dǎo)體器件。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一種電子裝置，所述電子裝置包括所述半導(dǎo)體器件。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，形成所述自對(duì)準(zhǔn)接觸的同時(shí)，提高位于所述柵極結(jié)構(gòu)的最上層的所述柵極硬掩蔽層的厚度，避免所述自對(duì)準(zhǔn)接觸與所述柵極結(jié)構(gòu)之間的擊穿電壓的降低，提升存儲(chǔ)器件的性能。
【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。
[0015]附圖中:
[0016]圖1A-圖1E為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；
[0017]圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]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。
[0019]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)明提出的半導(dǎo)體器件及其制造方法、電子裝置。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。
[0020]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。
[0021][示例性實(shí)施例一]
[0022]參照?qǐng)D1A-圖1E，其中示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例一的方法依次實(shí)施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖。
[0023]首先，如圖1A所示，提供半導(dǎo)體襯底100，半導(dǎo)體襯底100的構(gòu)成材料可以采用未摻雜的單晶硅、摻雜有雜質(zhì)的單晶硅、絕緣體上硅(SOI)等。作為示例，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底100的構(gòu)成材料為未摻雜的單晶硅，其表面晶向?yàn)椤?10〉、〈111〉或其它晶向。在半導(dǎo)體襯底100中形成有各種阱(well)結(jié)構(gòu)、隔離結(jié)構(gòu)，為了簡(jiǎn)化，圖示中予以省略。
[0024]在半導(dǎo)體襯底100上形成有柵極結(jié)構(gòu)101，作為示例，柵極結(jié)構(gòu)101包括自下而上層疊的第一柵極介電層101a、第一柵極材料層101b、第二柵極介電層101c、第二柵極材料層1ld和柵極硬掩蔽層1le,第一柵極材料層1lb構(gòu)成浮柵,第二柵極材料層1ld構(gòu)成控制柵。所述柵極介電層包括氧化物層，例如二氧化硅(S12)層。所述柵極材料層包括多晶硅層、金屬層、導(dǎo)電性金屬氮化物層、導(dǎo)電性金屬氧化物層和金屬硅化物層中的一種或多種，其中，金屬層的構(gòu)成材料可以是鎢(W)、鎳(Ni)或鈦(Ti);導(dǎo)電性金屬氮化物層包括氮化鈦(TiN)層；導(dǎo)電性金屬氧化物層包括氧化銥(IrO2)層；金屬硅化物層包括硅化鈦(TiSi)層。所述柵極硬掩蔽層包括氧化物層、氮化物層、氮氧化物層和無定形碳中的一種或多種，其中，氧化物層的構(gòu)成材料包括硼磷硅玻璃(BPSG)、磷硅玻璃(PSG)、正硅酸乙酯(TEOS)、未摻雜硅玻璃(USG)、旋涂玻璃(SOG)、高密度等離子體(HDP)或旋涂電介質(zhì)(SOD)；氮化物層包括氮化硅(Si3N4)層；氮氧化物層包括氮氧化硅(S1N)層。作為示例，在本實(shí)施例中，所述柵極介電層為二氧化硅層，所述柵極材料層為多晶硅層，所述柵極硬掩蔽層為氮化硅層。所述柵極介電層、所述柵極材料層以及所述柵極硬掩蔽層的形成方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的任何現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選化學(xué)氣相沉積法(CVD)，如低溫化學(xué)氣相沉積(LTCVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、快熱化學(xué)氣相沉積(RTCVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。
[0025]此外，作為示例，在柵極結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)形成有側(cè)壁結(jié)構(gòu)102。其中，側(cè)壁結(jié)構(gòu)102由氧化物、氮化物或者二者的組合構(gòu)成。
[0026]接下來，執(zhí)行低摻雜離子注入，以在半導(dǎo)體襯底100中形成低摻雜源/漏區(qū)103。
[0027]對(duì)于半導(dǎo)體襯底100中的N型存儲(chǔ)器單元區(qū)而言，所述低摻雜離子注入的摻雜離子可以是磷離子或者砷離子等。作為示例，當(dāng)所述低摻雜離子注入的摻雜離子為磷離子時(shí)，離子注入的能量范圍為l_20keV，離子注入的劑量為1.0Xe14-L OXe15Cm2;當(dāng)所述低摻雜尚子注入的摻雜尚子為砷尚子時(shí)，尚子注入的能量范圍為2_35keV,尚子注入的劑量為1.0X e14-l.0 X e15cm 2。
[0028]對(duì)于半導(dǎo)體襯底100中的P型存儲(chǔ)器單元區(qū)而言，所述低摻雜離子注入的摻雜離子可以是硼離子或者銦離子等。作為示例，當(dāng)所述低摻雜離子注入的摻雜離子為硼離子時(shí)，離子注入的能量范圍為0.5-10keV,離子注入的劑量為1.0 X e14-l.0 X e15cm 2 ;當(dāng)所述低摻雜離子注入的摻雜離子為銦離子時(shí)，離子注入的能量范圍為10-70keV，離子注入的劑量為1.0X e14-l.0 X e15cm 2。
[0029]在實(shí)施低摻雜離子注入之前或者同時(shí)，可選地，實(shí)施預(yù)非晶化注入(PAI)，以降低短溝道效應(yīng)。預(yù)非晶化注入的注入離子包括鍺、碳等III族和V族離子。
[0030]接下來，執(zhí)行袋狀區(qū)離子注入，以在半導(dǎo)體襯底100中形成袋狀區(qū)，為了簡(jiǎn)化，圖示中予以省略。
[0031]對(duì)于半導(dǎo)體襯底100中的N型存儲(chǔ)器單元區(qū)而言，所述袋狀區(qū)離子注入的深度略大于所述低摻雜離子注入的深度，且所述袋狀區(qū)離子注入的離子與所述低摻雜離子注入的離子導(dǎo)電類型相反，因此，所述袋狀區(qū)離子注入的摻雜離子可以是硼離子或者銦離子等。
[0032]當(dāng)所述袋狀區(qū)離子注入的摻雜離子為硼離子時(shí)，離子注入的能量范圍為3_20keV，離子注入的劑量為1.0 X e13-9.0 X e13cm 2，離子注入的入射方向相對(duì)于與半導(dǎo)體襯底100相垂直的方向偏移一定的角度，所述角度的范圍為0-45度。
[0033]當(dāng)所述袋狀區(qū)離子注入的摻雜離子為銦離子時(shí)，離子注入的能量范圍為100-150keV,離子注入的劑量為1.0 X e13-9.0 X e13cm 2，離子注入的入射方向相對(duì)于與半導(dǎo)體襯底100相垂直的方向偏移一定的角度，所述角度的范圍為0-45度。
[0034]在選定的離子注入角度下，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)注入，可減小陰影效應(yīng)并形成對(duì)稱雜質(zhì)分布，其離子注入能量、劑量、角度與所述低摻雜離子注入的能量、劑量、角度相