专利名称：半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术，特别涉及一种半导体器件的制作方法。
背景技术：
半导体器件制作是指在硅片上执行一系列复杂的化学或物理操作。以互补金属氧 化物半导体(CMOS)的制作工艺为例，如图1所示，主要包括步骤11 在硅片的半导体衬底上形成N阱、P阱以及浅沟槽隔离区(STI)。现有CMOS制作工艺中，第一步是采用双阱工艺来定义N型金属氧化物半导体 (NMOS)管和P型金属氧化物半导体(PMOS)管的有源区，从而得到N阱和P阱。然后，通过 光刻以及刻蚀等工艺，在半导体衬底上形成STI。步骤12 在硅片表面生长栅氧化层和淀积多晶硅，并利用光刻和刻蚀等工艺在N 阱上方形成NMOS管的栅极结构，在P阱上方形成PMOS管的栅极结构。本步骤中，首先进行栅氧化层的生长，即在硅片表面氧化生长一层厚度约为20
50埃(a )的二氧化硅；然后，通过化学气相淀积工艺，在硅片表面淀积一层多晶硅，厚度约
为500 α ；之后，通过光刻和刻蚀等工艺，制作出NMOS管和PMOS管的栅极结构。本发明所述 栅极结构包括由多晶硅构成的栅极和位于栅极下方的栅氧化层。步骤13 在NMOS管和PMOS管栅极结构两侧的半导体衬底上分别进行轻掺杂漏 (LDD)注入。在半导体器件微型化、高密度化、高速化和系统集成化等需求的推动下，栅极结构 的宽度不断减小，其下方的沟道长度也不断减小，从而增加了源漏间电荷穿通的可能性，使 得漏电流显著增加，因此，需要采用一些手段来降低漏电流出现的可能性，如LDD注入。在LDD注入之前，需要首先利用光刻定义出需要进行LDD注入的区域；然后，利用 砷或氟化硼等较大质量的掺杂材料进行LDD注入，从而使硅片的上表面成为非晶态，大质 量材料和表面非晶态有助于维持浅结，浅结有助于减少漏电流。步骤14 在硅片表面依次淀积二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)。步骤15 利用干法刻蚀工艺刻蚀硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的栅 极结构的侧墙。在刻蚀过程中，需要保留环绕栅极结构的二氧化硅，以便形成侧墙，侧墙可用于防 止后续进行源漏注入时过于接近沟道以致发生源漏穿通，即注入的杂质发生扩散从而产生 漏电流。图2为现有形成侧墙后的硅片示意图。通常，侧墙宽度越大，对沟道的保护作用越强。步骤16 在NMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行NMOS管源漏区的光 刻和离子注入。首先利用光刻定义出要进行离子注入的NMOS源漏区域；然后，按照定义出的区域 进行η+源漏注入，步骤15中形成的侧墙能够用于保护沟道。η+源漏注入后形成的结深比步骤13中进行LDD注入后形成的结深略大。步骤17 去除硅片表面的二氧化硅。通常，采用氢氟酸等去除二氧化硅，去除后的结构如图3所示。在实际应用中，步骤17也可在步骤16之前进行，即也可在去除硅片表面的氮化硅 的同时去除二氧化硅。无论在什么时候执行，其目的均是为了方便后续进行离子注入，防止 二氧化硅的存在导致离子注入不均勻。步骤18 在PMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行PMOS管源漏区的光 刻和离子注入。同样，先利用光刻定义出要进行离子注入的PMOS源漏区域；然后，按照定义出的 区域进行P+源漏注入，步骤15中形成的侧墙能够用于保护沟道。P+源漏注入后形成的结 深比步骤13中进行LDD注入后形成的结深略大。基于上述介绍可知，现有半导体器件的制作方法中，在进行PMOS管源漏区的光刻 和离子注入之前，即去除了硅片表面的二氧化硅，而二氧化硅的去除需要用到氢氟酸等溶 液，而氢氟酸具有腐蚀性，那么在实际应用中，在去除硅片表面的二氧化硅的同时，将很难 保证不对侧墙中的二氧化硅和氮化硅造成损害，即削减侧墙的宽度，从而影响其对沟道的 保护功能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种半导体器件的制作方法，能够避免去除二氧化硅的工 艺在源漏注入前对侧墙造成损害。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的一种半导体器件的制作方法，该方法包括在硅片的半导体衬底上形成N阱、P阱以及浅沟槽隔离区，并在N阱上方形成N型 金属氧化物半导体NMOS管的栅极结构，在P阱上方形成P型金属氧化物半导体PMOS管的 栅极结构；在NMOS管和PMOS管的栅极结构两侧的半导体衬底上分别进行轻掺杂漏注入；在硅片表面依次淀积二氧化硅和氮化硅；利用干法刻蚀工艺刻蚀硅片表面的氮化 硅，形成NMOS管和PMOS管的栅极结构的侧墙；在NMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行NMOS管源漏区的光刻和离子 注入；在PMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行PMOS管源漏区的光刻和离子 注入；去除硅片表面的二氧化硅。较佳地，所述淀积的二氧化硅和氮化硅的宽度总和为20 60纳米。 可见，采用本发明的技术方案，在完成NMOS管和PMOS管源漏区的光刻及离子注入 之后，再进行二氧化硅的去除，从而避免了对侧墙造成损害，保证了其对沟道的保护功能。
图1为现有半导体器件的制作方法的流程图。
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图2为现有形成侧墙后的硅片示意图。图3为现有去除二氧化硅后的硅片示意图。图4为本发明半导体器件的制作方法实施例的流程图。图5为采用现有以及本发明所述方案时PMOS管饱和电流的均勻性比较示意图。图6为采用现有以及本发明所述方案时PMOS管漏电流的性能比较示意图。
具体实施例方式针对现有技术中存在的问题，本发明对提出一种改进的半导体器件的制作方法， 即将去除二氧化硅的工艺转移到PMOS管源漏区的光刻和离子注入完成之后进行。为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例， 对本发明所述方案作进一步地详细说明。图4为本发明半导体器件的制作方法实施例的流程图。如图4所示，包括以下步 骤步骤41 在硅片的半导体衬底上形成N阱、P阱以及STI。步骤42 在硅片表面生长栅氧化层和淀积多晶硅，并利用光刻和刻蚀等工艺在N 阱上方形成NMOS管的栅极结构，在P阱上方形成PMOS管的栅极结构。步骤43 在NMOS管和PMOS管的栅极结构两侧的半导体衬底上分别进行LDD注入。步骤44 在硅片表面依次淀积二氧化硅和氮化硅。可采用物理或化学淀积工艺，淀积的二氧化硅和氮化硅的总宽度可以为20 60 纳米(nm)。步骤45 利用干法刻蚀工艺刻蚀硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的栅 极结构的侧墙。形成的侧墙如图2所示。步骤46 在NMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行NMOS管源漏区的光 刻和离子注入。步骤47 在PMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行PMOS管源漏区的光 刻和离子注入。步骤48 去除硅片表面的二氧化硅。由于NMOS管和PMOS管的离子注入均已完成，所以去除二氧化硅的过程将不会对 侧墙的保护功能造成影响。而且试验证明，二氧化硅的存在并不会对离子注入造成明显的 影响，即相比于去除二氧化硅对侧墙造成的影响，二氧化硅对离子注入的影响可忽略。另外，在实际应用中，通常希望离子注入前侧墙的宽度越大越好，以起到保护沟道 的作用，而离子注入后的侧墙宽度越小越好，以方便后续对硅片进行其它处理，比如氧化物 的淀积等。表1为本发明所述方案中去除二氧化硅前后侧墙不同采样点/位置(Site)上 的宽度比较。
权利要求
一种半导体器件的制作方法，该方法包括在硅片的半导体衬底上形成N阱、P阱以及浅沟槽隔离区，并在N阱上方形成N型金属氧化物半导体NMOS管的栅极结构，在P阱上方形成P型金属氧化物半导体PMOS管的栅极结构；在NMOS管和PMOS管的栅极结构两侧的半导体衬底上分别进行轻掺杂漏注入；在硅片表面依次淀积二氧化硅和氮化硅；利用干法刻蚀工艺刻蚀硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的栅极结构的侧墙；在NMOS管栅极结构侧墙两侧的半导体衬底上进行NMOS管的源漏区的光刻和离子注入；在PMOS管栅极结构侧墙两侧的半导体衬底上进行PMOS管的源漏区的光刻和离子注入；去除硅片表面的二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀积的二氧化硅和氮化硅的宽度总 和为20 60纳米。
全文摘要
本发明公开了一种半导体器件的制作方法，包括在硅片的半导体衬底上形成N阱、P阱以及浅沟槽隔离区，并在N阱和P阱上方分别形成NMOS管和PMOS管的栅极结构；在NMOS管和PMOS管栅极结构两侧的半导体衬底上分别进行轻掺杂漏注入；在硅片表面依次淀积二氧化硅和氮化硅；利用干法刻蚀工艺刻蚀硅片表面的氮化硅，形成NMOS管和PMOS管的栅极结构的侧墙；在NMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行NMOS管源漏区的光刻和离子注入；在PMOS管栅极结构的侧墙两侧的半导体衬底上进行PMOS管源漏区的光刻和离子注入；去除硅片表面的二氧化硅。应用本发明所述的方法，能够避免去除二氧化硅的工艺在源漏注入前对侧墙造成损害，从而降低由侧墙损害造成的器件不均匀性。
文档编号H01L21/8238GK101996949SQ20091005625
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者刘兵武 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司