[发明专利]半导体器件的形成方法有效

专利信息
申请号: 201310612553.8 申请日: 2013-11-26
公开(公告)号: CN104681420B 公开(公告)日: 2018-06-01
发明(设计)人: 赵猛 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L21/28 分类号: H01L21/28;H01L21/336
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 骆苏华
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 半导体器件 栅极结构 栅介质层 绝缘层 半导体衬底表面 栅介质膜 氧化层 衬底 半导体 栅极结构表面 导电膜形成 短沟道效应 电学性能 扩散效应 栅导电层 掺杂区 导电膜 图形化 再氧化 沉积 掺杂 优化
【权利要求书】:

1.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:

提供半导体衬底,依次在所述半导体衬底表面形成栅介质膜和栅导电膜;

对所述栅介质膜和栅导电膜进行刻蚀形成栅极结构,所述栅极结构包括栅介质层和栅导电层;

采用沉积工艺在栅极结构两侧的半导体衬底表面形成绝缘层,所述绝缘层顶部高于栅介质层顶部;

对所述栅极结构进行再氧化工艺,在栅极结构表面形成氧化层,所述氧化层还位于绝缘层的表面;

对所述栅极结构两侧的半导体衬底进行掺杂,形成掺杂区;

所述绝缘层的材料为氧化硅或氮氧化硅。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述绝缘层的厚度为10埃至300埃。

3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述绝缘层的形成步骤包括:采用沉积工艺在所述栅极结构顶部和侧壁、以及半导体衬底表面形成绝缘膜;回刻蚀所述绝缘膜,刻蚀去除位于栅极结构顶部的绝缘膜,在栅极结构两侧的半导体衬底表面形成绝缘层,且所述绝缘层顶部高于栅介质层顶部。

4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述回刻蚀工艺为干法刻蚀。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述绝缘层的形成步骤包括:采用沉积工艺在所述栅极结构两侧的半导体衬底表面形成绝缘膜;刻蚀去除部分厚度的绝缘膜,在栅极结构两侧的半导体衬底表面形成绝缘层,所述绝缘层顶部高于栅介质层的顶部。

6.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,刻蚀去除部分厚度的绝缘膜的工艺为干法刻蚀或湿法刻蚀。

7.根据权利要求3或5所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述沉积工艺为化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积。

8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述化学气相沉积工艺的工艺参数为:反应气体包括臭氧和硅源气体,其中,硅源气体为SiH4或SiH2Cl2,臭氧流量为100sccm至1000sccm,硅源气体流量为100sccm至5000sccm,反应腔室温度为300度至600度,腔室压强为50托至500托。

9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述氧化层的材料为氧化硅。

10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,采用炉管工艺进行所述再氧化工艺。

11.根据权利要求10所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述炉管工艺的工艺参数为:反应气体包括O2,O2流量为1000sccm至15000sccm,反应腔室温度为500度至800度。

12.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述绝缘层顶部低于栅导电层顶部。

13.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述掺杂区包括轻掺杂区和重掺杂区。

14.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,对所述栅介质膜和栅导电膜进行刻蚀的工艺为干法刻蚀。

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