[发明专利]一种非晶硅薄膜及一种半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种非晶硅薄膜的制造方法，其特征在于，包括：

提供一半导体衬底，采用原子层沉积工艺形成第一非晶硅层；

然后在所述第一非晶硅层上继续沉积掺杂碳原子或氮原子的第二非晶硅层，以获得非晶硅薄膜。

2.如权利要求1所述的非晶硅薄膜的制造方法，其特征在于，所述原子层沉积工艺的工艺温度为530℃～550℃，工艺气体包括硅烷SiH₄、乙硅烷Si₂H₆或二氯二氢硅DCS，循环次数为10～30。

3.如权利要求1所述的非晶硅薄膜的制造方法，其特征在于，所述原子层沉积工艺的工艺气体还包括氮气。

4.如权利要求1所述的非晶硅薄膜的制造方法，其特征在于，采用乙烯C₂H₄或甲基硅烷CH₃SiH₃气体形成掺杂碳原子的第二非晶硅层。

5.如权利要求1所述的非晶硅薄膜的制造方法，其特征在于，采用氨气NH₃或重氨ND₃气体形成掺杂氮原子的第二非晶硅层。

6.如权利要求1所述的非晶硅薄膜的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底包括具有隔离结构、P阱和N阱结构的基底，以及依次形成在所述基底上的垫氧化层和高K介质层。

7.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

在一半导体衬底上依次形成垫氧化层和高K介质层；

采用权利要求1至6中任一项所述的非晶硅薄膜的制造方法，在所述高K介质层上形成非晶硅薄膜层；

依次刻蚀所述非晶硅薄膜层、高K介质层和垫氧化层，以形成非晶硅栅极结构；

在所述非晶硅栅极结构侧壁形成侧墙。

8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法，还包括：

以所述侧墙和非晶硅栅极结构为掩膜，对所述非晶硅栅极结构两侧的半导体衬底进行源/漏区离子注入，形成源/漏区；

采用金属硅化物工艺在所述源/漏区形成源/漏区金属硅化物。

9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述源/漏区金属硅化物的金属为镍基金属，所述镍基金属包括Ni、Ni-Co、Ni-Pt、Ni-Pt-Co，所述镍基金属硅化物为NiSi、NiPtSi、NiCoSi或NiPtCoSi。

10.如权利要求7或8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，

所述半导体衬底包括一预形成金属栅极的器件区，所述非晶硅栅极结构为虚拟栅极结构，所述制造方法还包括：

在所述半导体衬底表面形成暴露出所述非晶硅栅极结构顶部的层间介质层；

所述非晶硅栅极结构为虚拟栅极结构，去除非晶硅栅极结构的非晶硅薄膜层以形成沟槽；

依次在所述沟槽中沉积功函数金属层、金属阻挡层和金属层，以形成金属栅极结构；

或者，

所述半导体衬底包括第一器件区和第二器件区，所述非晶硅栅极结构为虚拟栅极结构，所述制造方法还包括：

在所述半导体衬底表面形成暴露出所述非晶硅栅极结构顶部的层间介质层；

在形成所述层间介质层的器件表面上形成仅暴露出第一器件区的非晶硅栅极结构的第一掩膜层；

以所述第一掩膜层为掩膜，去除第一器件区的非晶硅栅极结构的非晶硅薄膜层以形成第一沟槽；

依次在所述第一沟槽中沉积功函数金属层、金属阻挡层和金属层，以形成第一器件区的金属栅极结构；

去除所述第一掩膜层，并在去除所述第一掩膜层的器件表面上形成仅暴露出第二器件区的非晶硅栅极结构的第二掩膜层；

以所述第二掩膜层为掩膜，去除第二器件区的非晶硅栅极结构的非晶硅薄膜层以形成第二沟槽；

依次在所述第二沟槽中沉积功函数金属层、金属阻挡层和金属层，以形成第二器件区的金属栅极结构。