半导体器件制造方法与流程

本发明涉及半导体芯片制造工艺领域，尤其涉及一种半导体器件制造方法。

背景技术：

在以下半导体制造工艺中，如CMOS工艺、DMOS工艺、BCD工艺和LDMOS工艺等，为了激活注入的源区离子和漏区离子，或者修复因注入导致半导体表面的晶体损伤，都会设置进行源漏退火工艺的步骤，温度一般在800～950C，时间在30～60min，一般是通入氮气(N2)。在源漏退火工艺之后的工艺步骤，一般就是进行介电层沉积，具体包括：先沉积一层不含任何掺杂离子的氧化硅层，然后再沉积一层掺杂有离子的氧化硅层。

由于氧化硅在高温下是可以流动的，且掺有离子的氧化硅在高温下的回流效果会更好，因此，为了将崎岖不平的氧化硅层平坦化，以利于后续的金属布线，在沉积掺有离子的氧化硅层后，通常需要进行介电层的高温回流工艺，温度一般是700～850℃，时间在40～90分钟。接下来则是孔的光刻和刻蚀，形成连接孔，为后面的金属布线做准备。由此可见，传统工艺中，需要进行多次高温工艺，器件制造的工艺复杂、步骤繁多。

技术实现要素：

本发明提供一种半导体器件制造方法，用于有效简化现有的半导体器件制造工艺。

本发明提供一种半导体器件制造方法，包括：

根据预设的工艺流程，形成器件的栅极、体区、源区和漏区；

在整个器件的表面上依次形成未掺离子的第一氧化硅层和掺有离子的第二氧化硅层；

进行高温回流，回流的温度为800～950℃，回流的时间为30～60分钟。

本发明提供的半导体器件制造方法，通过依次形成未掺离子的第一氧化硅层和掺有离子的第二氧化硅层，并参照离子激活的工艺参数进行高温回流，在介电层的高温回流工艺中，不仅可以激活源漏离子，还可以实现介电层的回流，无需分别专门进行源漏离子退火和高温回流，从而对传统的工艺流程进行了优化，有效节省了工艺成本，缩短了工艺周期。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种半导体器件制造方法的流程示意图；

图2A为本发明实施例中形成器件的栅极、体区、源区和漏区之后所述半导体器件的剖面示意图；

图2B为本发明实施例中形成第一氧化硅层之后所述半导体器件的剖面示意图；

图2C为本发明实施例中形成第二氧化硅层之后所述半导体器件的剖面示意图；

图2D为本发明实施例中进行高温回流之后所述半导体器件的剖面示意图；

图2E为本发明实施例中形成金属层之后所述半导体器件的剖面示意图。

附图标记：

1-衬底； 2-外延层； 3-栅氧化层；

4-多晶硅层； 5-源区； 6-漏区；

7-第一氧化硅层； 8-第二氧化硅层； 9-金属层；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。为了方便说明，放大或者缩小了不同层和区域的尺寸，所以图中所示大小和比例并不一定代表实际尺寸，也不反映尺寸的比例关系。

图1为本发明实施例提供的一种半导体器件制造方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

101、根据预设的工艺流程，形成器件的栅极、体区、源区和漏区。

具体的，101中所述根据预设的工艺流程，形成器件的栅极，具体可以包括：

依次形成栅氧化层和多晶硅层，对所述多晶硅层进行刻蚀，保留部分所述多晶硅层，形成所述栅极。

实际应用中，可以通过多种方式实现对所述多晶硅层的刻蚀，例如干法刻蚀或者湿法刻蚀等，在此不对其进行限制。

可选的，假设所述器件为N型器件，则所述器件的源区和漏区可以通过注入Ⅴ族离子形成，例如，砷离子或磷离子。相应的，所述根据预设的工艺流程，形成器件的源区和漏区，具体可以包括：

通过注入砷离子或磷离子，形成所述器件的源区和漏区，且注入的剂量大于1×10¹⁵原子数/平方厘米，注入的能量为30～100千电子伏。

进一步的，所述器件为N型器件时，则所述器件的体区可以通过注入Ⅲ族离子形成，例如，硼离子。相应的，所述根据预设的工艺流程，形成器件的体区，包括：

通过注入硼离子，形成所述器件的体区，且注入的剂量为1×10¹²～1×10¹⁴原子数/平方厘米，注入的能量为80～120千电子伏。

可选的，假设所述器件为P型器件，则所述器件的源区和漏区可以通过注入Ⅲ族离子形成，例如，硼离子或二氟化硼离子。相应的，所述根据预设的工艺流程，形成器件的源区和漏区，具体可以包括：

通过注入硼离子或二氟化硼离子，形成所述器件的源区和漏区，且注入的剂量大于1×10¹⁵原子数/平方厘米，注入的能量为30～100千电子伏。

进一步的，所述器件为P型器件时，则所述器件的体区可以通过注入Ⅴ族离子形成，例如，磷离子。相应的，所述根据预设的工艺流程，形成器件的体区，包括：

通过注入磷离子，形成所述器件的体区，且注入的剂量为1×10¹²～1×10¹⁴原子数/平方厘米，注入的能量为80～120千电子伏。

为了对本实施例中的方法进行清楚系统的描述，以下以CMOS结构为例，图2A-图2D为本实施例执行过程中器件的剖面示意图。需要说明的是，图中所示只是以CMOS的器件结构为例，对本实施例的方案进行介绍，其并未对 器件结构进行限制。

具体地，执行101之后的所述半导体器件的剖面示意图如图2A所示，其中，衬底用标号1表示，外延层用标号2表示，栅氧化层用标号3表示，多晶硅层用标号4表示，源区和漏区分别用标号5和6表示。

其中，所述半导体衬底可以为半导体元素，例如单晶硅、多晶硅或非晶结构的硅或硅锗(SiGe)，也可以为混合的半导体结构，例如碳化硅、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓或锑化镓、合金半导体或其组合。本实施例在此不对其进行限制。在实际应用中，还可以如图所示，在半导体衬底1上形成外延层2。

具体的，步骤101中，在特定衬底或外延上形成器件的基本结构，如栅极、体区、源区和漏区。其中源区和漏区都是高剂量的注入。N型器件注砷离子(As)或者磷离子(P)，P型器件注硼离子(B)或者二氟化硼，剂量都大于1×10¹⁵原子数/平方厘米，能量在30～100千电子伏(kev)之间。栅极区由栅氧化层和多晶硅层构成。N型器件的体区一般注硼离子(B)，P型器件的体区一般注磷离子(P)，剂量在1×10¹²～1×10¹⁴原子数/平方厘米之间，能量在80～120千电子伏Kev之间。

102、在整个器件的表面上依次形成未掺离子的第一氧化硅层和掺有离子的第二氧化硅层。

具体地，形成未掺离子的第一氧化硅层之后的所述半导体器件的剖面示意图如图2B所示，形成掺有离子的第二氧化硅层之后的所述半导体器件的剖面示意图如图2C所示，其中，第一氧化硅层用标号7表示，第二氧化硅层用标号8表示。

其中，所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层均可以为二氧化硅层。实际应用中，所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层均可采用常压化学气相沉积(APCVD)或者等离子增强化学气相沉积(PECVD)形成。

具体的，所述第一氧化硅层的厚度可以为1000～3000埃，从而防止在后续的高温工艺中，所述第二氧化硅层中掺入的离子扩散至器件结构内部，影响器件性能。

再具体的，为了进一步提高高温回流的效果，所述第二氧化硅层中掺入的离子可以为硼离子和磷离子，且所述硼离子和所述磷离子的浓度均为1％～ 6％。

103、进行高温回流，回流的温度为800～950℃，回流的时间为30～60分钟。

具体地，执行103之后的所述半导体器件的剖面示意图如图2D所示，如图所示，通过103中的高温回流，在完成离子激活的同时，实现介电层的回流，氧化硅层的表面趋于平坦。

为了实现有效回流，在步骤103中进行高温回流的过程中通入8～12升/分钟的氮气。

实际应用中，源漏离子注入的穿透深度通常小于0.5微米，离子注入时半导体晶体会受到严重的损伤。因此必须采用高温工艺来修复晶格的损伤，以保证注入的离子替代硅的位置，作为施主或受主。这个过程同时也是源漏离子的激活过程。

本实施例中，高温回流的温度和时间和传统工艺的源漏退火工艺相同，具体的，本实施例中回流的温度在800～950度之间，回流的时间在30～60分钟之间，同时通入8～12升/分钟的氮气。具体的，传统工艺中，高温回流的温度会略低于源漏退火工艺的温度约50～100度。因为如果高于源漏退火的传统温度，源区和漏区的横向扩散就会增加，容易导致短沟效应，造成漏电和器件失效。故本实施例中，将回流的温度调高，但仍保持与传统源漏退火工艺的温度相同，以达到退火的目的。此外，传统工艺中，高温回流的时间会与传统工艺中源漏退火的时间相同或相比略长10～30分钟。而本实施例中回流的时间和传统工艺中的源漏退火的时间相同，这样，虽然本实施例中回流的时间相比传统回流工艺的时间减少，但是由于本实施例中回流的温度提高了，所以回流效果保持和传统回流工艺相同甚至更好。这样一来，此步工艺既达到了源漏退火的目的，又达到了介电层回流的效果。

具体的，后续还需完成器件电极引线的制造，相应的，所述方法还可以包括：

根据预设工艺，形成所述器件的连接孔和金属层。

形成所述器件的连接孔和金属层之后的所述半导体器件的剖面示意图如图2E所示，其中，金属层用标号9表示。

实际应用中，可以进行孔光刻和刻蚀工艺，形成通孔，以便于后续把器 件的电极引出。然后是金属沉积，以及金属光刻和刻蚀。形成金属连线。

其中，金属层的材料可以为金、银、铝、铂或钼，具体材料的选择可根据实际情况而定。

本实施例提供的半导体器件制造方法，通过依次形成未掺离子的第一氧化硅层和掺有离子的第二氧化硅层，并参照离子激活的工艺参数进行高温回流，在介电层的高温回流工艺中，不仅可以激活源漏离子，还可以实现介电层的回流，无需专门进行源漏离子退火工艺，从而对传统的工艺流程进行了优化，有效节省了工艺成本，缩短了工艺周期。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。