專利名稱：墊高源/漏極區(qū)的半導(dǎo)體組件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體組件的制造方法，特別是一種適用于深亞微米(deep submicron)制造工藝制造的MOS組件制造方法。
隨著制造技術(shù)的不斷演進(jìn)，制造的精密度已逐漸進(jìn)入深亞微米的領(lǐng)域。在深亞微米制造工藝中，許多的組件參數(shù)(例如線寬)比起現(xiàn)有的技術(shù)時(shí)的組件參數(shù)小了很多。以較小的尺寸實(shí)現(xiàn)電路組件固然具有高積集度的優(yōu)點(diǎn)，但是制造方法本身也因此遭遇更多的難題。本發(fā)明主要是針對(duì)具有淺結(jié)結(jié)構(gòu)的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOStransistor)，由于受到組件尺寸變小的因素，而可能在自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造方法中破壞淺結(jié)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，提出一種新的解決方案。
淺結(jié)結(jié)構(gòu)主要是應(yīng)用在MOS組件的源極(source)和漏極(drain)，使源極和漏極的布植區(qū)形成較淺的結(jié)結(jié)構(gòu)，可以避免橫向擴(kuò)散，借以改善MOS組件的特性。隨著制造工藝尺寸的變小，在源極和漏極上淺結(jié)結(jié)構(gòu)也就會(huì)跟得愈來(lái)愈淺。另外一方面，在MOS組件完成之后(已形成對(duì)應(yīng)的柵極、源極和漏極)，一般會(huì)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造工藝，以便在柵極、源極和漏極上形成金屬硅化物，以改善各組件電極和后續(xù)接線之間的結(jié)特性(亦即降低其接觸電阻)。然而，這樣的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化工藝卻可能破壞在深亞微米制造中的淺結(jié)結(jié)構(gòu)。
一般自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化工藝中，是先在完成組件上濺鍍上待反應(yīng)的金屬材料，例如鈦(Ti)。再施以高溫，使得此金屬層與下方的硅材料之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成所需的金屬硅化物(例如TiSix)。而其它未參與反應(yīng)的金屬材料，例如在柵極側(cè)邊的邊墻間隔物上的金屬材料，則加以去除，如此便可以形成所需的金屬硅化物。通過(guò)以上的描述可知，金屬硅化反應(yīng)除了需要濺鍍金屬材料之外，還需要原本在各電極上的硅材料才可以進(jìn)行。因此，若在淺結(jié)的源/漏極上形成金屬硅化物時(shí)，勢(shì)必消耗掉相當(dāng)大量的硅材料，特別在淺結(jié)的情況下，很有可能會(huì)破壞掉原本源/漏極的結(jié)構(gòu)。
對(duì)上述問(wèn)題，目前為止所提出的解決方案大都是在進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造之前，先提供額外的硅材料來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，避免消耗掉過(guò)多原本存在源/漏極的硅。例如，在完成組件本身各電極(如柵極和源/漏極)的制作后，以布植(implant)硅的方式，在源/漏極上添加上額外的硅原料，或是以選擇性晶體外延(epitaxial)的方式，在源/漏極上沉積額外的硅。于是這些額外添加的硅便可以在隨后進(jìn)行金屬硅化反應(yīng)中參與反應(yīng)，以減少源/漏極區(qū)內(nèi)硅的消耗量。
然而，現(xiàn)有的處理方式由于是在完成組件后進(jìn)行，因此仍然會(huì)存在許多的問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，布植硅的方式雖然可以直接添加硅，但是很難保證額外布植的硅不會(huì)出現(xiàn)在非源/漏極的區(qū)域上，像是柵極側(cè)邊的邊墻間隔物(sidewall spacer)上。換言之，這些布植在源/漏極之外區(qū)域的硅，也可能參與金屬硅化反應(yīng)產(chǎn)生金屬硅化物，使得組件間電極出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。另外像是選擇性磊晶的方式，固然其硅晶成長(zhǎng)的區(qū)域可以加以控制，但是一般實(shí)施時(shí)的溫度都是相當(dāng)?shù)馗?，大約在800℃～1100℃，都不利于制造成本和生產(chǎn)效率。
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的，在于提供一種墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，除了能夠解決自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化反應(yīng)在淺結(jié)時(shí)所造成的問(wèn)題，不僅不會(huì)造成組件電極間的短路現(xiàn)象，同時(shí)也不需要特別的高溫處理，即可實(shí)施。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，包括下列步驟設(shè)一墊高用硅材料層于一基板上，并且置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)；于該墊高用硅材料層和暴露的該基板上，設(shè)一柵極介電質(zhì)層；于該柵極介電質(zhì)層上，設(shè)一柵極電極層；蝕刻該柵極電極層，于待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)上形成一柵極結(jié)構(gòu)；對(duì)該墊高用硅材料層和該基板，進(jìn)行輕輕摻雜布植；于該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)邊，設(shè)邊墻間隔物；以及對(duì)該墊高用硅材料層和該基板，進(jìn)行重?fù)诫s布植。
一種墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，包括下列步驟設(shè)一墊高用硅材料層于一基板上，并且置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)；于待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)上，設(shè)該半導(dǎo)體組件的一柵極結(jié)構(gòu)，該墊高用硅材料層和該柵極結(jié)構(gòu)中的電極為隔離狀態(tài)；以及布植該墊高用硅材料層和該基板于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)，以形成該半導(dǎo)體組件的源/漏極；借此，該墊高用硅材料層在后續(xù)的金層硅化制造中，可用以與一金屬材料層反應(yīng)，于該半導(dǎo)體組件的源/漏極上形成自動(dòng)對(duì)應(yīng)金層硅化物區(qū)。
另外本發(fā)明還涉及一種墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，包括下列步驟設(shè)一墊高用硅材料層于一基板上，并且置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)；于待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)上，設(shè)該半導(dǎo)體組件的一柵極結(jié)構(gòu)，該墊高用硅材料層和該柵極結(jié)構(gòu)中的電極為隔離狀態(tài)；布植該墊高用硅材料層和該基板于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)，以形成該半導(dǎo)體組件的源/漏極；于該半導(dǎo)體組件的該柵極結(jié)構(gòu)和該源/漏極，設(shè)一金屬層；以及熱反應(yīng)該金屬層與該半導(dǎo)體組件的源/漏極上的該墊高用硅材料層，借以在該源/漏極形成自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)根據(jù)上述的目的，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體組件制造方法，用以在基板上形成具有墊高的源/漏極區(qū)域的半導(dǎo)體組件。在形成半導(dǎo)體組件之前，首先形成一墊高用硅材料層于基板上，其置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)。此墊高用硅材料層與半導(dǎo)體組件的預(yù)定柵極位置間，存在一間隔區(qū)，借此可以預(yù)留邊墻間隔物的位置，也避免電極間可能發(fā)生的接觸問(wèn)題。
接著，在墊高用硅材料層上依序形成柵極介電質(zhì)層和柵極電極層。通過(guò)蝕刻處理，便可以形成柵極結(jié)構(gòu)。而后如目前MOS組件制造方法相同，依序進(jìn)行輕摻雜布植，形成邊墻間隔物以及進(jìn)行重?fù)诫s布植。所暴露出的墊高用硅材料層，便可以用做金屬硅化反應(yīng)的原料，以便進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體組件的制造方法，適用于深亞微米(deepsubmicron)制造工藝制造的MOS組件，所制造的MOS組件具有墊高(elevated)的源極和漏極，能夠在后續(xù)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造方法(self-aligned silicidization，salicide)中，利用墊高的源極和漏極部分來(lái)進(jìn)行金屬硅化反應(yīng)，避免破壞極淺結(jié)(ultra-shallowjunction)結(jié)構(gòu)，提高制造產(chǎn)品的合格率。
在實(shí)施例中，此墊高用硅材料層是采用多晶硅做為材料，而其厚度則視反應(yīng)的鈦金屬量和反應(yīng)條件來(lái)決定。
在本發(fā)明中，形成上述墊高用硅材料層可以依照以下方式進(jìn)行。
第一種方式是先形成一犧牲介電質(zhì)層于基板上，再利用光學(xué)蝕刻方法，蝕刻犧牲介電質(zhì)層成為一柵極罩幕(掩膜)，用覆蓋待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)。接著形成一硅材料層于柵極罩幕和基板上，再去除硅材料層置于柵極罩幕的上方和外圍的部分，用以形成墊高用硅材料層。去除的方式，可以利用柵極光罩為罩幕的方式達(dá)成，或是利用化學(xué)機(jī)械式研磨(CMP)方式達(dá)成。最后再去除上述的柵極罩幕，于是便形成了所需的墊高用硅材料層。
第二種方式是依序形成一硅材料層和一介電質(zhì)層于基板上。接著根據(jù)柵極光罩，并且使用光蝕刻的技術(shù)，蝕刻上述的介電質(zhì)層中在待形成半導(dǎo)體組件柵極區(qū)的部分，借以暴露出上述硅材料層。再以熱氧化處理上述的硅材料層中暴露的部分，使其形成一熱氧化物層。最后再去除上述熱氧化層和上述介電質(zhì)層的殘余部分，于是便形成了所需的墊高用硅材料層。
利用墊高的源極和漏極部分來(lái)進(jìn)行金屬硅化反應(yīng)，避免破壞超淺結(jié)(ultra-shallow junction)結(jié)構(gòu)，提高成品率。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下圖示說(shuō)明

圖1至圖11表示本發(fā)明第一實(shí)施例中的半導(dǎo)體組件制造方法的剖面流程示意圖。
圖12至圖15表示本發(fā)明第二實(shí)施例中的半導(dǎo)體組件制造方法的剖面流程示意圖，特別是形成墊高用復(fù)晶硅層的處理部分。
圖16至圖18表示本發(fā)明第三實(shí)施例中的半導(dǎo)體組件制造方法的剖面流程示意圖，特別是形成墊高用復(fù)晶硅層的處理部分。符號(hào)說(shuō)明1~硅基板；10~犧牲氧化層；10a、10b~柵極罩幕；12~多晶硅層；12a~墊高用多晶硅層；16~柵極氧化層；18~柵極多晶硅層；18a~柵極電極；20~輕摻雜源/漏極區(qū)；22~重?fù)诫s源/漏極區(qū)；30~邊墻間隔物；40~鈦金屬層；42~(柵極)硅化鈦；44~(源/漏極)硅化鈦；60~多晶硅層；62~介電質(zhì)層；64~熱氧化物層；97、98、99~光阻層。
本發(fā)明中用以解決淺結(jié)結(jié)構(gòu)可能被破壞問(wèn)題的方案，基本上也是添加額外硅材料來(lái)減少源/漏極中硅材料的損耗，但是這與現(xiàn)有技術(shù)最大的不同點(diǎn)，在于形成的時(shí)機(jī)。傳統(tǒng)的做法是在組件基本結(jié)構(gòu)完成后，再利用選擇性晶體外延或是布植的方式，墊高M(jìn)OS組件中的源/漏極區(qū)。然而如上所述，此時(shí)墊高M(jìn)OS組件中源/漏極區(qū)的成本相對(duì)較高，另外存在其它的問(wèn)題。因此，本發(fā)明所提出的解決方法，是在整個(gè)MOS組件尚未制造之前，先將源/漏極區(qū)以硅材料墊高，如此便可以利用較簡(jiǎn)單的方式來(lái)形成，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。以下配合圖示，利用多個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。
實(shí)施例一圖1至圖11表示本發(fā)明實(shí)施例一中的半導(dǎo)體組件制造方法的剖面流程示意圖。如前所述，本發(fā)明的特點(diǎn)在于墊高源/漏極區(qū)的時(shí)機(jī)，亦即在未形成MOS組件前，進(jìn)行墊高源/漏極區(qū)的處理。根據(jù)圖1至圖11的順序，以下詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例中MOS組件的整個(gè)制造流程，而此整個(gè)制造流程可以分為四個(gè)階段，分別為墊高源/漏極區(qū)(如圖1至圖4所示)，形成柵極結(jié)構(gòu)(如圖5和圖6所示)，形成源/漏極區(qū)的輕摻雜漏極(LDD)結(jié)構(gòu)(如圖7至圖9所示)，以及形成自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物(salicide)(如圖10和圖11所示)。
A.墊高源/漏極區(qū)在圖1中，首先在硅基板1上形成一犧牲氧化層10。犧牲氧化層10的作用是用來(lái)保護(hù)硅基板1上待形成MOS組件的柵極位置，不致受到后續(xù)制造的污染。在本實(shí)施例中，犧牲氧化層10的厚度大約在數(shù)百左右，形成則可以采用化學(xué)氣相沉積(chemically vapor deposition，CVD)或其它沉積方式形成。另外，本實(shí)施例以氧化物為例說(shuō)明，但是同樣可以使用其它的介電質(zhì)材料。接著則是利用制造中的柵極光罩，在犧牲氧化層10上定義出對(duì)應(yīng)于柵極的區(qū)域，如圖1中所示的光阻層99。
參考圖2，利用光阻層99做為蝕刻掩膜，可以將犧牲氧化層10蝕刻成柵極罩幕10a，覆蓋在待形成MOS組件中柵極的上方。接著，在柵極罩幕10a和硅基板1的上方，沉積一復(fù)晶硅層12。此多晶硅層12的作用即是用來(lái)墊高待形成MOS組件源/漏極的硅材料。所沉積的多晶硅層12的厚度，基本上與后續(xù)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造工藝有關(guān)。如前所述，墊高源/漏極的硅材料是用來(lái)參與硅化反應(yīng)，以避免大量消耗原本存在于源/漏極的硅。所以，多晶硅層12所需的厚度，得視在自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造中的鈦金屬量和反應(yīng)的時(shí)間而定。在本實(shí)施例中，多晶硅層12大約在200?！?00之間，然此厚度得視實(shí)際應(yīng)用狀況而做修改。
參考圖3，接著再以柵極光罩增加一既定間隔(即L’-L)，將多晶硅層12在柵極罩幕10a上方和外圍的部分去除，得到所需的墊高用多晶硅層12a。此處有兩點(diǎn)必須說(shuō)明。第一、此步驟中所采用的既定間隔(L’-L)，除了是用來(lái)保留預(yù)定形成邊墻間隔物(sidewall spacer)的空間外，更重要的是將MOS組件中的柵極和源/漏極隔離開(kāi)，以避免發(fā)生短路的現(xiàn)象。第二、柵極罩幕10a可以在此處達(dá)到保護(hù)信道(channel)區(qū)域的目的，亦即不致于因?yàn)槲g刻的作用而破壞到硅基板1在信道區(qū)域的特性。
最后，參考圖4，利用B.O.E溶液或是氫氟酸等，去除留在柵極區(qū)域上的柵極罩幕10a，如此便可以墊高M(jìn)OS組件的源/漏極區(qū)域。
B.形成柵極結(jié)構(gòu)在利用復(fù)晶硅墊高M(jìn)OS組件的源/漏極區(qū)后，接著是形成組件的柵極部分。如圖5所示，依序在墊高用多晶硅層12a和硅基底1上，形成柵極氧化層16和柵極多晶硅層18。柵極氧化層16一般相當(dāng)薄，做為MOS組件的中間層結(jié)構(gòu)，而柵極多晶硅層18則是在布植之后，做為柵極的電極部分。
接著如圖6所示，利用柵極光罩，以光學(xué)微影蝕刻處理柵極多晶硅層18，定義出柵極結(jié)構(gòu)18a。另外，在圖6中并未將在非柵極區(qū)域的柵極氧化層16一并去除。此處保留柵極氧化層16的優(yōu)點(diǎn)是可以在后續(xù)布植源/漏極的過(guò)程中，做為一布植緩沖層，用以避免本實(shí)施例中的墊高用多晶硅層受到布植離子的直接撞擊。然而，實(shí)際操作時(shí)亦可以在此步驟中一并定義出柵極氧化層16，仍可以適用于本發(fā)明。最后如圖6所示，即可在硅基板1上形成所需的柵極結(jié)構(gòu)18a。
C.形成源/漏極的重輕布植區(qū)接著則是形成MOS組件中的源/漏區(qū)域。在本實(shí)施例中是以具有輕摻雜漏極(lightly doped drain，LDD)結(jié)構(gòu)的MOS組件為例進(jìn)行說(shuō)明，但是同樣可以適用于其它類型的MOS組件中。首先以圖6所示的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行輕摻雜布植。于是可以在源/漏極所對(duì)應(yīng)的硅基板1位置上，形成輕輕摻雜布植區(qū)20。
接著是在柵極結(jié)構(gòu)18a的側(cè)邊形成邊墻間隔物30，如圖8所示。一般形成邊墻間隔物30的方式，是先在整個(gè)基板表面上沉積一均勻的介電質(zhì)層(例如氮化硅或是氧化硅)，接著非等向性蝕刻此介電質(zhì)層。由于此介電質(zhì)層在柵極側(cè)邊附近的部分，垂直方向上的厚度較大，因此在非等向性蝕刻后，仍會(huì)殘留而形成所需的邊墻間隔物。在此步驟中，原本在墊高用多晶硅層12a上的柵極氧化層16，則可以在制作邊墻間隔物30的同時(shí)一并去除。
最后如圖9所示，利用邊墻間隔物30做為布植的罩幕，進(jìn)行重?fù)诫s布植，而在MOS組件的源/漏極區(qū)形成重?fù)诫s布植區(qū)22。重?fù)诫s布植區(qū)22和輕輕摻雜布植區(qū)20即構(gòu)成MOS組件的LDD結(jié)構(gòu)源/漏極區(qū)。此時(shí)，整個(gè)MOS組件的重要部分皆已完成制作，而墊高用多晶硅層12a則被暴露在外部。至于上述中形成重/輕輕摻雜布植區(qū)和邊墻間隔物的詳細(xì)制造條件和細(xì)部操作順序，基本上與現(xiàn)有LDD制造工藝相同，此處不再贅述。
D.形成自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物最后，利用暴露出的墊高用多晶硅層12a，來(lái)實(shí)施自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造工藝。在圖10中，首先以濺鍍方式，在整個(gè)MOS組件上形成一鈦金屬層40。此處的鈦金屬層40是做為金屬硅化反應(yīng)中的反應(yīng)用金屬，然而對(duì)于熟知本領(lǐng)域技術(shù)者而言，亦可以采用其它可適用的金屬進(jìn)行反應(yīng)。
接著則是進(jìn)行金屬硅化反應(yīng)。首先利用快速熱反應(yīng)，使得鈦金屬層40中的金屬鈦，與柵極中的多晶硅和墊高用多晶硅層12a(位于源/漏極)中的多晶硅，進(jìn)行反應(yīng)生成TiSi2(硅化鈦)。產(chǎn)生的TiSi2可以提供各電極低接觸阻抗的特性。至于未參與反應(yīng)或是未完全反應(yīng)的金屬鈦，特別是在邊墻間隔物30上的鈦，則是利用濕蝕刻加以去除，而在柵極和源/漏極上留下TiSi2。最后，如圖11所示，分別在MOS組件的柵極和源/漏極處產(chǎn)生硅化鈦42和硅化鈦44。在本實(shí)施例中，源/漏極處所形成的硅化鈦44主要是利用墊高用多晶硅層12a中提供的硅來(lái)進(jìn)行硅化反應(yīng)，因此，即使可能使用到存在于硅基板1源/漏極區(qū)域內(nèi)的硅，也不致于影響到淺結(jié)的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實(shí)施例中所述的制造步驟，不僅可以墊高源/漏極區(qū)以進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化反應(yīng)，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生如現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。例如，在形成墊高用多晶硅層12a時(shí)，并不需要使用到太高的溫度。另一方面，由于墊高用多晶硅層12a是在形成MOS組件之前所制作，因此可以輕易地控制其在源/漏極的位置，不致于在硅化反應(yīng)后造成短路的現(xiàn)象。
實(shí)施例二如前所述，本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于墊高源/漏極區(qū)的時(shí)機(jī)，至于墊高的方式則不一定是限定在如圖1至圖4所示的方式。于是，本實(shí)施例則是提出另一種墊高源/漏極區(qū)的方式，而其仍然是在制作MOS組件之前所實(shí)施。
圖12至圖15表示第二實(shí)施例中，表示針對(duì)墊高源/漏極的處理步驟流程圖。圖12至圖15所示的處理方法可用以取代第一實(shí)施例中的圖1至圖4，至于其后續(xù)步驟則與實(shí)施例一相同。
在圖12中，與第一實(shí)施例一樣，在硅基板1上形成一犧牲氧化層10。在本實(shí)施例中的犧牲氧化層10作用，也用來(lái)保護(hù)硅基板1上待形成MOS組件的柵極位置，不致受到后續(xù)制造的污染，而其厚度大約在數(shù)百左右，形成則可以采用CVD或其它沉積方式形成。接著則是利用制造中的柵極光罩，在犧牲氧化層10上定義出對(duì)應(yīng)于柵極的區(qū)域，如圖12中所示的光阻層98。不過(guò)此處與第一實(shí)施例不同的是，此時(shí)光阻層98所定義出的寬度為L(zhǎng)’，亦即在柵極光罩上加入既定間隔后的長(zhǎng)度。至于其它的處理，則與實(shí)施例一所示者相同。
參考圖13，利用光阻層98做為蝕刻掩膜，可以將犧牲氧化層10蝕刻成柵極罩幕10a，覆蓋在待形成MOS組件中柵極的上方。接著，在柵極罩幕10a和硅基板1的上方，沉積一多晶硅層12。此多晶硅層12的性質(zhì)與實(shí)施例一中的情況相同，此處不再贅述。
下一步驟則與實(shí)施例一不同。參考圖14，接著則是利用化學(xué)機(jī)械式研磨(chemically-mechanical polishing，CMP)對(duì)本實(shí)施例中的多晶硅層12與和柵極罩幕10a進(jìn)行平坦化處理。如圖14所示，在柵極罩幕10a的上方部分會(huì)被去除，形成柵極罩幕10b；而多晶硅層12在柵極罩幕10a上方和外圍的部分亦被去除，形成墊高用復(fù)晶硅層12a。在此步驟中，柵極罩幕10a的作用類似于一填塞物，借以間隔出MOS組件柵極區(qū)域的既定位置。
最后，參考圖15，同樣可以利用B.O.E溶液或是氫氟酸等，去除留在柵極區(qū)域上的柵極罩幕10b，如此便可以墊高M(jìn)OS組件的源/漏極區(qū)域。
本實(shí)施例中用來(lái)墊高源/漏極區(qū)域的方法，同樣可以得到如實(shí)施例一中所述的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。另外，本實(shí)施例中利用CMP還可以比實(shí)施例一，減少一道光學(xué)處理的制造步驟。不過(guò)由于第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中都是采用柵極光罩來(lái)處理，因此實(shí)際的光罩?jǐn)?shù)量并沒(méi)有改變。
實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例二類似，都是針對(duì)墊高源/漏極區(qū)域的處理方法，提出另一種實(shí)施步驟。在本實(shí)施例中，主要是利用熱氧化法(thermal oxidation)來(lái)定義源/漏極上的多晶硅層。圖16至圖18表示在本實(shí)施例中用以墊高源/漏極區(qū)域的處理步驟。
如圖16所示，首先在硅基板1上依序形成多晶硅層60和介電質(zhì)層62(本實(shí)施例中為氮化硅)。多晶硅層60即是用來(lái)墊高源/漏極區(qū)域的材料層。接著，利用柵極光罩和光蝕刻工藝，在介電質(zhì)層62上定義出預(yù)定柵極的區(qū)域，如圖16所示的光阻層97。在此光蝕刻工藝處理步驟中，同樣是在柵極光罩上加上既定間隔，以防止電極間出現(xiàn)短路。
接著，利用光阻層97做為蝕刻掩膜，以干蝕刻的方式去除部分的介電質(zhì)層62。此時(shí)，多晶硅層60中位于柵極區(qū)域的部分，即會(huì)暴露出來(lái)。暴露出的多晶硅層60則是通過(guò)一高溫?zé)嵫趸幚?通過(guò)氧氣)，反應(yīng)后產(chǎn)生熱氧化物64，如圖17所示。在此同時(shí)，由于部分的多晶硅層60被氧化，而未被氧化的多晶硅層60即可以用來(lái)墊高M(jìn)OS組件的源/漏極區(qū)。
最后，可以利用熱磷酸(H3PO4)來(lái)去除氮化硅成分的介電質(zhì)層62，再以B.O.E溶液或是氫氟酸等，去除上述反應(yīng)中所形成的熱氧化物64，即形成如圖18所示的結(jié)構(gòu)。此實(shí)施例亦能達(dá)到本發(fā)明所欲達(dá)到的目的。
在上述的實(shí)施例一、二、和三中，分別舉出可以在組件形成之前便先墊高源/漏極的方法。必須注意的是，基板的硅和用來(lái)墊高源/漏極區(qū)的多晶硅是屬于同一類的材料，因此無(wú)法直接以蝕刻的方式定義出源/漏極區(qū)上的位置。因此在上述說(shuō)明中，實(shí)施例一和實(shí)施例二是利用犧牲氧化層來(lái)間接定義，而實(shí)施例三則是以熱氧化法來(lái)去除不必要的多晶硅部分。然而，實(shí)施本發(fā)明并非僅限定在上述實(shí)施例所述的方法，任何其它的處理方法可以在組件形成之前墊高源/漏極區(qū)，均可以達(dá)到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的半導(dǎo)體組件的制造方法，適用于深亞微米(deepsubmicron)制造工藝制造的MOS組件，所制造的MOS組件具有墊高(elevated)的源極和漏極，能夠在后續(xù)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造方法(self-aligned silicidization，salicide)中，利用墊高的源極和漏極部分來(lái)進(jìn)行金屬硅化反應(yīng)，避免破壞極淺結(jié)(ultra-shallowjunction)結(jié)構(gòu)，提高制造產(chǎn)品的合格率。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟知本領(lǐng)域技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求并結(jié)合說(shuō)明書(shū)和附圖為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是包括下列步驟設(shè)一墊高用硅材料層于一基板上，并且置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)；于該墊高用硅材料層和暴露的該基板上，設(shè)一柵極介電質(zhì)層；于該柵極介電質(zhì)層上，設(shè)一柵極電極層；蝕刻該柵極電極層，于待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)上形成一柵極結(jié)構(gòu)；對(duì)該墊高用硅材料層和該基板，進(jìn)行輕摻雜布植；于該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)邊，設(shè)邊墻間隔物；以及對(duì)該墊高用硅材料層和該基板，進(jìn)行重?fù)诫s布植。
2.如權(quán)利要求1所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該墊高用硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化制造中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
3.如權(quán)利要求1所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中設(shè)該墊高用硅材料層的步驟更包括下列步驟設(shè)一犧牲介電質(zhì)層于該基板上；利用光蝕刻工藝，蝕刻該犧牲介電質(zhì)層為一柵極掩膜，用覆蓋待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)；于該柵極罩掩膜和該基板上，設(shè)一硅材料層；去除該硅材料層置于該柵極的上方和外圍的部分，用以形成該墊高用硅材料層于源/漏極區(qū)；以及去除該柵極掩膜。
4.如權(quán)利要求3所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中去除部分的該硅材料層的步驟中，是利用柵極光罩為掩膜的方式完成。
5.如權(quán)利要求3所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中去除部分的該硅材料層的步驟中，是利用化學(xué)機(jī)械式研磨方式達(dá)成。
6.如權(quán)利要求3所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化工藝中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
7.如權(quán)利要求1所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中設(shè)該墊高用硅材料層的步驟更包括下列步驟設(shè)一硅材料層于該基板上；設(shè)一介電質(zhì)層于該硅材料層上；根據(jù)一柵極光罩和使用光蝕刻，蝕刻該介電質(zhì)層在待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)的部分，借以暴露出該硅材料層；熱氧化該硅材料層中暴露的部分，形成一熱氧化物層；以及去除該熱氧化層和該介電質(zhì)層的殘余部分。
8.如權(quán)利要求7所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該墊高用硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化工藝中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
9.如權(quán)利要求1所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該柵極介電質(zhì)層于該墊高用硅材料層之上的部分，是于形成該柵極結(jié)構(gòu)的步驟中一并去除。
10.如權(quán)利要求1所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該柵極介電質(zhì)層于該墊高用硅材料層之上的部分，是于形成該邊墻間隔物的步驟中一并去除。
11.一種墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是漏極包括下列步驟設(shè)一墊高用硅材料層于一基板上，并且置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)；于待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)上，設(shè)該半導(dǎo)體組件的一柵極結(jié)構(gòu)，該墊高用硅材料層和該柵極結(jié)構(gòu)中的電極為隔離狀態(tài)；以及布植該墊高用硅材料層和該基板于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)，以形成該半導(dǎo)體組件的源/漏極；借此，該墊高用硅材料層在后續(xù)的金層硅化制造中，可用以與一金屬材料層反應(yīng)，于該半導(dǎo)體組件的源/漏極上形成自動(dòng)對(duì)應(yīng)金層硅化物區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該墊高用硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化工藝中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
13.如權(quán)利要求11所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中設(shè)該墊高用硅材料層的步驟更包括下列步驟設(shè)一犧牲介電質(zhì)層于該基板上；利用光蝕刻工藝，蝕刻該犧牲介電質(zhì)層為一柵極掩膜，用覆蓋待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)；設(shè)一硅材料層于該柵極掩膜和該基板上；去除該硅材料層置于該柵極掩膜的上方和外圍的部分，用以形成該墊高用硅材料層于源/漏極區(qū)；以及去除該柵極掩膜。
14.如權(quán)利要求13所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中去除部分的該硅材料層的步驟中，是利用柵極光罩為掩膜的方式完成。
15.如權(quán)利要求13所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中去除部分的該硅材料層的步驟中，是利用化學(xué)機(jī)械式研磨方式達(dá)成。
16.如權(quán)利要求13所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化制造中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
17如權(quán)利要求11所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中設(shè)該墊高用硅材料層的步驟還包括下列步驟設(shè)一硅材料層于該基板上；設(shè)一介電質(zhì)層于該硅材料層上；根據(jù)一柵極光罩和使用光學(xué)蝕刻，蝕刻該介電質(zhì)層在待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)的部分，借以暴露出該硅材料層；熱氧化該硅材料層中暴露的部分，形成一熱氧化物層；以及去除該熱氧化層和該介電質(zhì)層的殘余部分。
18.如權(quán)利要求17所述的墊高源/漏極區(qū)的組件制造方法，其特征是其中該墊高用硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化制造中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
19.一種組件制造方法，其特征是包括下列步驟設(shè)一墊高用硅材料層于一基板上，并且置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)；于待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)上，設(shè)該半導(dǎo)體組件的一柵極結(jié)構(gòu)，該墊高用硅材料層和該柵極結(jié)構(gòu)中的電極為隔離狀態(tài)；布植該墊高用硅材料層和該基板于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)，以形成該半導(dǎo)體組件的源/漏極；于該半導(dǎo)體組件的該柵極結(jié)構(gòu)和該源/漏極，設(shè)一金屬層；以及熱反應(yīng)該金屬層與該半導(dǎo)體組件的源/漏極上的該墊高用硅材料層，借以在該源/漏極形成自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物。
20.如權(quán)利要求19所述的組件制造方法，其特征是其中該墊高用硅材料層是為多晶硅所構(gòu)成，其厚度是由后續(xù)的金層硅化制造中使用的金層材料量和反應(yīng)條件所決定。
21.如權(quán)利要求19所述的組件制造方法，其特征是其中設(shè)該墊高用硅材料層的步驟更包括下列步驟設(shè)一犧牲介電質(zhì)層于該基板上；利用光學(xué)蝕刻工藝，蝕刻該犧牲介電質(zhì)層為一柵極掩膜，用覆蓋待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)；設(shè)一硅材料層于該柵極掩膜和該基板上；去除該硅材料層置于該柵極掩膜的上方和外圍的部分，用以形成該墊高用硅材料層于源/漏極區(qū)；以及去除該柵極掩膜。
22.如權(quán)利要求21所述的組件制造方法，其特征是其中去除部分的該硅材料層的步驟中，是利用柵極光罩為掩膜的方式達(dá)成。
23.如權(quán)利要求21所述的組件制造方法，其特征是其中去除部分的該硅材料層的步驟中，是利用化學(xué)機(jī)械式研磨方式達(dá)成。
24.如權(quán)利要求19所述的組件制造方法，其特征是其中設(shè)該墊高用硅材料層的步驟還包括下列步驟設(shè)一硅材料層于該基板上；設(shè)一介電質(zhì)層于該硅材料層上；根據(jù)一柵極光罩和使用光學(xué)蝕刻，蝕刻該介電質(zhì)層在待形成的半導(dǎo)體組件的柵極區(qū)的部分，借以暴露出該硅材料層；熱氧化該硅材料層中暴露的部分，形成一熱氧化物層；以及去除該熱氧化層和該介電質(zhì)層的殘余部分。
全文摘要
一種半導(dǎo)體組件制造方法,在基板上形成墊高的源/漏極區(qū)域的半導(dǎo)體組件。此源/漏極區(qū)域的墊高部在后續(xù)的金屬硅化制造工藝做為反應(yīng)的原料,避免消耗源/漏極區(qū)中原本存在的硅。形成一墊高用硅材料層于基板上,置于待形成的半導(dǎo)體組件的源/漏極區(qū)。在墊高用硅材料層上依序形成柵極介電質(zhì)層和柵極電極層,形成柵極結(jié)構(gòu)。依序進(jìn)行輕摻雜布植,形成邊墻間隔物及進(jìn)行重?fù)诫s布植。此墊高用硅材料層,用做金屬硅化反應(yīng)的原料,進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)金屬硅化制造過(guò)程。
文檔編號(hào)H01L21/334GK1378253SQ0111041
公開(kāi)日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月3日
發(fā)明者陳怡曦 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司