專利名稱:制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是有關(guān)一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,具體而言,本發(fā)明是關(guān)于一種在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制造氧化阻障層的方法。
背景技術(shù):
為了制造半導(dǎo)體元件,需先形成一些典型的復(fù)雜結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)的尺寸及特性必須小心控制以確保元件的信賴度及元件特征的可預(yù)測(cè)性,為了建立一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu),需小心執(zhí)行一些典型的制造處理步驟,以確保所執(zhí)行的任何處理步驟不會(huì)對(duì)已經(jīng)形成的任何半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的特性與特征造成不良的影響。
一個(gè)存在的問題是在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的多晶區(qū)域不是經(jīng)由與大氣接觸就是在后續(xù)的制作工藝步驟中會(huì)被氧化,例如在形成一柵極晶體管時(shí),覆蓋在有氧化層的基板上的多晶極可能因氧化源入侵導(dǎo)致多晶柵極邊角變厚對(duì)元件產(chǎn)生不良影響,此種效應(yīng)是由于多晶柵極側(cè)邊的氧化所引起。
氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚對(duì)于所制造元件的特征及良率均有不良的影響,例如在制造柵極晶體管時(shí),隨著氧化源入侵的程度增加,元件的通道長(zhǎng)度便減少,此種情形導(dǎo)致主動(dòng)區(qū)域的縮小及元件的讀取電流減小,此外,元件的臨界電壓特征的均勻性也會(huì)受到影響,也可能因此減少元件的壽命。
在一已知的制造技術(shù)中,例如爐管氧化層制作工藝,存在氧化源入侵的現(xiàn)象,在此制作工藝中,約有40埃(Angstroms)的氧化硅成長(zhǎng)在多晶硅的側(cè)壁,導(dǎo)致反應(yīng)物沿著多晶硅柵極的角落邊緣擴(kuò)散入侵使得邊緣氧化層大約變厚35埃,此種高度的氧化源入侵被認(rèn)為是由于長(zhǎng)的制作時(shí)間所導(dǎo)致。
在另一已知的制造技術(shù)中,例如使用一原位蒸汽產(chǎn)生工藝(ISSG),在多晶硅側(cè)壁成長(zhǎng)相同厚度的氧化硅其邊緣大約變厚30埃,此時(shí)因氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚的情形減少被認(rèn)為是ISSG側(cè)壁氧化作用所需制作時(shí)間較短的結(jié)果。
在進(jìn)一步的制造技術(shù)中,例如使用電漿氧化,因氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚的情形更進(jìn)一步減少,被認(rèn)為是制作溫度較低的結(jié)果。
在美國(guó)專利第6,630,381號(hào)中揭示一種減少因氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚的制造技術(shù),該技術(shù)要求在低壓四乙基原硅酸鹽(TetraethylOrthosilicate;Si(OC2H5)4;TEOS)化學(xué)氣相沉積后進(jìn)行一熱氧化步驟,然而,經(jīng)由熱氧化成長(zhǎng)熱氧化層的工藝不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些因氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚的情形,且此工藝具有一個(gè)問題是元件因漏電流上升而受損,該漏電流是由于經(jīng)化學(xué)氣相沉積產(chǎn)生的氧化膜的品質(zhì)不佳所致,這些氧化膜通常比經(jīng)由熱工藝成長(zhǎng)的氧化膜的品質(zhì)差,品質(zhì)差是由于在沉積的氧化膜中具有高的缺陷密度,因此,一品質(zhì)差的側(cè)壁氧化膜導(dǎo)致在介于柵極與源極或漏極之間產(chǎn)生漏電流的路徑,引起穿隧效應(yīng)穿越氧化層。
在許多情形中、氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚不是一個(gè)關(guān)鍵的限制因素,因?yàn)橄鄬?duì)于較大的元件,所減少的有效長(zhǎng)度是可忽略且對(duì)元件的性能影響有限,然而當(dāng)元件的尺寸縮小時(shí),此效應(yīng)就變成一個(gè)重要的因素,因?yàn)樵某叽缈s小其通道長(zhǎng)度也減少,雖然氧化源入侵的數(shù)量仍維持典型的相對(duì)狀態(tài),但隨著通道長(zhǎng)度減少,通道受到氧化源入侵的比例增加,減少的有效通道長(zhǎng)度會(huì)降低元件的性能及良率至無法接受的地步,也即當(dāng)元件的尺寸縮小時(shí),漏電流的問題就變得更為重要。
因此,提供一種技術(shù)以減少氧化源入侵的影響,是人們所期待的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一方面在于提出一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,該方法包括提供一中間結(jié)構(gòu),該中間結(jié)構(gòu)包括一基板,其上具有一絕緣層且覆蓋一柵極結(jié)構(gòu),沉積一氧化阻障層在該中間結(jié)構(gòu)上,以及將該氧化阻障層暴露于一反應(yīng)物之中以減少該氧化阻障層中的缺陷。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到在絕緣層及柵極結(jié)構(gòu)中引起氧化源入侵導(dǎo)致氧化層邊緣變厚的機(jī)制是由在多晶氧化中二個(gè)主要的因素所引起,所述主要的因素是擴(kuò)散與表面反應(yīng),反應(yīng)物必須先擴(kuò)散到多晶的表面然后發(fā)生氧化,發(fā)明人認(rèn)識(shí)到可得到氧氣的環(huán)境使得邊緣氧化源入侵情形惡化,因此,在中間結(jié)構(gòu)上沉積氧化阻障層,該中間結(jié)構(gòu)包括一具有絕緣層及覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的基板,該氧化阻障層沉積在該中間結(jié)構(gòu)上不會(huì)導(dǎo)致氧化源入侵而使得氧化層邊緣變厚,隨后將該氧化阻障層暴露于反應(yīng)物中,以減少阻障層中的任何缺陷,通過減少氧氣擴(kuò)散到柵極結(jié)構(gòu)的范圍,該阻障層有助于在后續(xù)的制作工藝中防止邊緣氧化源入侵蝕導(dǎo)致氧化層邊緣變厚的效應(yīng),其后,該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)經(jīng)任何數(shù)量的后續(xù)處理步驟的支配以產(chǎn)生最終的元件,而氧化阻障層的存在有助于在這些后續(xù)處理步驟中防止氧化源入侵導(dǎo)致絕緣層的邊緣氧化物變厚的效應(yīng)。
在一實(shí)施例中,該反應(yīng)物包括一氧氣媒介,該暴露的步驟包括在一溫度足夠的環(huán)境下將該氧化阻障層暴露于氧氣媒介中,以減少該氧化阻障層中的缺陷。
暴露氧化阻障層于氧氣媒介中減少該氧化阻障層中的缺陷,以防止在后續(xù)制作工藝中反應(yīng)物導(dǎo)致邊緣氧化源入侵產(chǎn)生氧化層邊緣變厚的效應(yīng)。
在一實(shí)施例中,該反應(yīng)物包括一氧氣媒介,該暴露的步驟包括在該氧氣媒介中對(duì)該氧化阻障層進(jìn)行回火,以減少該氧化阻障層中氫所導(dǎo)致的內(nèi)含物。
該氧化阻障層的沉積導(dǎo)致氫或氫氧自由基(OH)的內(nèi)含物,在氧氣媒介中進(jìn)行回火有助于減少所述內(nèi)含物以及防止在后續(xù)制作工藝中反應(yīng)物導(dǎo)致邊緣氧化源入侵產(chǎn)生氧化層邊緣變厚的效應(yīng)。
在一實(shí)施例中,氧化阻障層防止反應(yīng)物擴(kuò)散進(jìn)入絕緣層及覆蓋于其上的柵極結(jié)構(gòu)。
在一實(shí)施例中,氧化阻障層包括一氧化層。
在一實(shí)施例中,氧化阻障層包括一絕緣層。
在一實(shí)施例中,氧化阻障層至少包括二氧化硅(SiO2)、硅的氮氧化物(SiOxNy)以及氧化鋁(AL2O3)其中之一。
在一實(shí)施例中,氧化阻障層的厚度約小于200埃。
在一實(shí)施例中,沉積的步驟包括使用低壓化學(xué)氣相沉積法沉積氧化阻障層的步驟。
在一實(shí)施例中,以低壓化學(xué)氣相沉積法沉積氧化阻障層是實(shí)施于壓力小于53KPa(400Torr)以及溫度范圍約在600℃到900℃之間的TECO的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,以低壓化學(xué)氣相沉積法沉積氧化阻障層是實(shí)施于壓力約小于53KPa(400Torr)以及溫度范圍約在700℃到900℃之間的SiD4、SiH2Cl2、SiD2Cl2、SiHCl3、SiDCl3或硅甲烷(SiH4)連同氧化亞氮(N2O)或氧氣的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,以低壓化學(xué)氣相沉積法沉積氧化阻障層是實(shí)施于壓力約小于53KPa(400Torr)以及溫度范圍約在700℃到900℃之間的硅甲烷(SiH4)與氧化亞氮(N2O)的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,沉積的步驟包括使用電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積法(plasmaenhanced chemical vapor deposition)沉積氧化阻障層的步驟。
在一實(shí)施例中,以電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積法沉積氧化阻障層是實(shí)施于壓力約小于1.3KPa(10Torr)以及溫度范圍約在300℃到500℃之間的硅甲烷(SiH4)與氧化亞氮(N2O)的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,暴露的步驟包括使用濕式氧化對(duì)氧化阻障層進(jìn)行氧化的步驟。
在一實(shí)施例中,濕式氧化是實(shí)施于壓力約小于101Kpa(1大氣壓)以及溫度范圍約在750℃到1100℃之間的氫氣(H2)或重氫(D2)及氧氣(O2)的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,暴露的步驟包括使用干式氧化對(duì)氧化阻障層進(jìn)行氧化的步驟。
在一實(shí)施例中,干式氧化是實(shí)施于壓力約小于101Kpa(1大氣壓)以及溫度范圍約在750℃到1100℃之間的氧氣(O2)的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,暴露的步驟包括使用O*自由基氧化對(duì)氧化阻障層進(jìn)行氧化的步驟。
在一實(shí)施例中,O*自由基氧化是實(shí)施于壓力約小于13Kpa(100Torr)以及溫度范圍約在850℃到1110℃之間的氫氣(H2)或重氫(D2)及氧氣(O2)的環(huán)境中。
在一實(shí)施例中,絕緣層與柵極結(jié)構(gòu)包括一CMOS的組成或一存儲(chǔ)元件。
在一實(shí)施例中,絕緣層及柵極結(jié)構(gòu)定義側(cè)壁延伸至離開基板。
在一實(shí)施例中,氧化阻障層至少沉積在側(cè)壁上。
在一實(shí)施例中,絕緣層至少包括二氧化硅(SiO2)、硅的氮氧化物(SiOxNy)以及氮化硅(Si3N4)或其結(jié)合體或其膜層的其中之一。
在一實(shí)施例中,柵極結(jié)構(gòu)包括多晶硅。
本發(fā)明第二方面在于提出一種在柵極晶體管的側(cè)壁形成擴(kuò)散阻障的方法,該方法包括提供一柵極晶體管,其包括一絕緣層覆蓋在一半導(dǎo)體基板上以及一柵極結(jié)構(gòu)覆蓋在該絕緣層上,浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管定義側(cè)壁延伸至離開基板,使用一沉積工藝沉積一氧化層在該浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管上,以及對(duì)該氧化層進(jìn)行回火以減少在該氧化層中的缺陷及形成擴(kuò)散阻障以防止反應(yīng)物擴(kuò)散進(jìn)入該絕緣層與覆蓋于其上的柵極結(jié)構(gòu)。
圖1是一柵極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;圖2是根據(jù)一實(shí)施例具有氧化阻障層沉積于其上的柵極結(jié)構(gòu)的剖面示意圖;圖3是根據(jù)一實(shí)施例提供一氧化阻障層給后續(xù)制作工藝以形成一擴(kuò)散阻障層的柵極結(jié)構(gòu)的剖面的示意圖;以及圖4是根據(jù)一實(shí)施例的一個(gè)制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。主要元件符號(hào)說明100基板110柵極120絕緣層130氧化層140擴(kuò)散阻障層410形成柵極結(jié)構(gòu)420沉積氧化阻障層430處理氧化阻障層440后續(xù)元件制造步驟具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例的描述請(qǐng)參考圖1~圖3,圖1~圖3的柵極結(jié)構(gòu)剖面圖是經(jīng)由圖4的制造方法步驟所形成,此種柵極結(jié)構(gòu)可減少氧化層邊緣變厚及減少邊緣氧化源入侵。
對(duì)照已知在氧化層沉積后在柵極結(jié)構(gòu)上使用連續(xù)的熱氧化的方法,本發(fā)明的技術(shù)將更詳細(xì)描述如下,使用形成一氧化物阻障層的相反順序,例如在熱氧化后,此技術(shù)提供比先實(shí)施多晶硅側(cè)壁的熱氧化接著實(shí)施氧化層沉積更佳的氧化源入侵的控制,這是因?yàn)檫吘壯趸慈肭旨皞?cè)壁變厚是由熱氧化工藝的二個(gè)主要因素控制,這些因素是擴(kuò)散及表面反應(yīng),在側(cè)壁氧化或邊緣氧化層變厚發(fā)生之前,首先反應(yīng)物需擴(kuò)散到硅的表面或接口,就側(cè)壁氧化而言,表面反應(yīng)發(fā)生在二個(gè)垂直的側(cè)壁以及在具有絕緣氧化層的接口角落,晶體管結(jié)構(gòu)的角落具有二個(gè)硅/氧化物接口(一個(gè)在側(cè)壁以及另一個(gè)在多晶硅到氧化物絕緣層的接口),在熱氧化中的擴(kuò)散及表面反應(yīng)的結(jié)合導(dǎo)致氧化源入侵。
通過實(shí)施氧化阻障層的沉積在實(shí)施熱氧化之前,發(fā)現(xiàn)該氧化阻障層扮演一個(gè)導(dǎo)致邊緣侵蝕或側(cè)壁變厚發(fā)生的反應(yīng)物阻障層。
且熱氧化有助于修補(bǔ)沉積不會(huì)導(dǎo)致邊緣氧化源入侵的氧化阻障層中的缺陷,經(jīng)由缺陷的修補(bǔ),通過氧化阻障層的漏電流也會(huì)減少。
經(jīng)由本技術(shù)形成的晶體管,可用于各種不同的半導(dǎo)體元件,例如一般的邏輯,揮發(fā)或非揮發(fā)存儲(chǔ)器,例如動(dòng)態(tài)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、快閃存儲(chǔ)器(FLASH)或其它集成電路晶體管柵極結(jié)構(gòu),例如量子線(quantum-wire)存儲(chǔ)器元件或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)元件。
制造具有減少氧化層邊緣變厚及減少邊緣氧化源入侵的柵極結(jié)構(gòu)的技術(shù)將更詳細(xì)的描述如下。
首先進(jìn)行步驟410,一柵極結(jié)構(gòu)依照已知的傳統(tǒng)的技術(shù)形成,即在一基板100上圖案化定義一柵極110及一絕緣層120。
適合作為柵極110的材料包括多晶硅、多晶硅化物、鍺(Ge)、硅鍺化合物(SiGe)或含碳的硅鍺化合物(SiGe:C),適合作為絕緣層120的材料包括二氧化硅(SiO2)、硅的氮氧化物(SiOxNy)、氮化硅(Si3N4)、其它絕緣體或這些材料的化合物。
在一NROM存儲(chǔ)元件中。柵極110/絕緣層120的結(jié)構(gòu)包括一堆疊的二氧化硅(SiO2)、硅的氮氧化物(SiOxNy)以及二氧化硅(SiO2),除此之外已知的一ONO堆疊介于柵極110及基板100之間,典型的ONO堆疊包括硅的氮氧化物(SiOxNy)對(duì)應(yīng)于氮化硅組成的變化以便調(diào)整ONO堆疊。
在步驟420中,一氧化阻障層以氧化層130的形式沉積在已圖案化的區(qū)域,如圖2所示,氧化層130是厚度約小于200埃的二氧化硅(SiO2),氧化層130可包括硅的氮氧化物(SiOxNy)或其它介電材料例如氧化鋁(Al2O3),以便在后續(xù)的制作工藝中得到改善氧化層130的品質(zhì)或任何其它絕緣體的優(yōu)點(diǎn)。氧化層130使用低壓化學(xué)氣相沉積法沉積,例如高密度電漿制作工藝或電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積法。
在低化學(xué)氣相沉積技術(shù)中,硅甲烷(SiH4)與氧化亞氮(N2O)被導(dǎo)入一低壓化學(xué)氣相沉積爐管或一低壓化學(xué)氣相沉積腔體中,在壓力約小于53Kpa(400Torr)以及溫度范圍約在700℃到900℃之間實(shí)施,或者沉積實(shí)施在壓力約小于53Kpa(400Torr)以及溫度范圍約在600℃到900℃之間的TECO的環(huán)境中。
在電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積技術(shù)中,二氧化硅(SiO2)首先從導(dǎo)入的氣體,例如硅甲烷(SiH4)或其它以硅為基礎(chǔ)的氣體與氧化亞氮(N2O),在壓力約小于1.3Kpa(10Torr)以及溫度范圍約在300℃到500℃之間分解而形成,硅甲烷(SiH4)可以SiD4、SiH2Cl2、SiD2Cl2、SiHCl3或SiDCl3取代,氧化亞氮(N2O)也可以氧氣取代。
如前所述經(jīng)由化學(xué)氣相沉積技術(shù),例如低壓化學(xué)氣相沉積或電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積,產(chǎn)生的低溫氧化膜的品質(zhì)通常比傳統(tǒng)熱成長(zhǎng)的氧化膜差,這是由于高的缺陷密度導(dǎo)致空隙、懸浮鍵、雜質(zhì)、內(nèi)含物等在化學(xué)氣相沉積的氧化膜中(例如氫、氫氧自由基或其它內(nèi)含物或雜質(zhì)所引起),這些缺陷導(dǎo)致高的漏電流通過氧化層。
利用低壓化學(xué)氣相沉積或電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積所制造的氧化層130將受到這些缺陷的影響而變差。
在步驟430中,氧化層130被暴露在一反應(yīng)物中以改變氧化層130的特性形成擴(kuò)散阻障層140,如圖3所示,擴(kuò)散阻障層140由氧化層130在氧氣或O*自由基的環(huán)境中經(jīng)過熱密質(zhì)化工藝或回火工藝而形成,氧化氧化層130或在熱回火后植入氧原子,氧化層130作為一緩沖層以防止在后續(xù)熱制作工藝中氧化源入侵導(dǎo)致邊緣氧化層變厚的效應(yīng)。
此種工藝可使用不同的技術(shù)(例如濕式氧化、干式氧化、O*自由基氧化或電漿氧化)實(shí)施,利用現(xiàn)有的制造工具廣泛地使用在半導(dǎo)體的制作工藝中以形成介電材料膜層,這些工具包括AP爐管、快速熱氧化腔體(例如原位蒸汽產(chǎn)生器)或使用于自由基氧化的低壓爐管。
在第一種技術(shù)中,濕式氧化發(fā)生在一快速熱氧化腔體或爐管中且壓力約為101KPa(1大氣壓)以及溫度的在750℃到1100℃之間的氫氣或重氫連同氧氣的環(huán)境中(),氫對(duì)氫及氧的比例(H2/(H2+O2))大于60%,與其它以氧為基礎(chǔ)的氣體比較也可使用如氧化亞氮及氧化氮。
在第二種技術(shù)中,干式氧化發(fā)生在一快速熱制作工藝腔體或爐管中且使用純的氧氣或經(jīng)例如氮?dú)獾亩栊詺怏w稀釋后的氧氣在壓力約為101KPa(1大氣壓)以及溫度介于750℃到1100℃之間的環(huán)境中。
在第三種技術(shù)中,自由基氧化發(fā)生在使用氫氣或重氫加上氧氣以產(chǎn)生OH或DH自由基的環(huán)境中(),該自由基氧化作用實(shí)施于一快速熱制作工藝腔體例如原位蒸汽產(chǎn)生腔體且在壓力約小于13KPa(100Torr)、溫度約介于850℃到1100℃之間,氫氣對(duì)氫氣及氧氣的比例(H2/(H2+O2))約大于40%。
氧化層130中的缺陷在這后續(xù)的熱氧化步驟中經(jīng)氧的束縛而減少,通過在晶體管的側(cè)壁上沉積氧化層130后實(shí)施額外的氧化,在氧化層130中的缺陷被修補(bǔ),減少了在擴(kuò)散阻障層140中的缺陷密度,隨著元件的尺寸縮小,這顯然具有一些優(yōu)點(diǎn),因?yàn)榻橛跂艠O110和絕緣層120結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與晶體管的源極或漏極或傳導(dǎo)栓塞之間距離也縮小,因此在形成擴(kuò)散阻障層140時(shí)改善氧化層130的品質(zhì),可減少漏電流通過擴(kuò)散阻障層140的范圍,且經(jīng)由少邊緣氧化源入侵導(dǎo)致氧化層變厚的效應(yīng),元件在縮小尺寸后的有效通道長(zhǎng)度將保持不變,因此可達(dá)到較高的漏極電流,此外,元件的臨界值分布也較均勻。
之后,在步驟440中,上述的結(jié)構(gòu)可提供進(jìn)行任何數(shù)量的后續(xù)處理步驟以制造出所需的最終元件,擴(kuò)散阻障層140的存在有助于在這些后續(xù)的處理步驟中防止邊緣氧化源入侵導(dǎo)致氧化層變厚的情形發(fā)生。
因此,本技術(shù)特別適合廣域的元件例如CMOS元件以及先進(jìn)存儲(chǔ)元件例如量子存儲(chǔ)元件,尤其本技術(shù)特別適合存儲(chǔ)元件包括屏蔽式只讀存儲(chǔ)器(mask ROM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、可抹除式可程序化只讀存儲(chǔ)器(EPROM)或快閃存儲(chǔ)元件(具有不同態(tài)樣的柵極結(jié)構(gòu)例如浮動(dòng)?xùn)艠O、SONOS、NROM、量子點(diǎn)、量子線)或其它至少由一柵極絕緣體及柵極電極側(cè)壁所組成的結(jié)構(gòu),此外,本技術(shù)在系統(tǒng)單芯片(SOC)裝置中也有幫助。
以上雖然已揭露本發(fā)明的特定實(shí)施例,但顯而易見的,本發(fā)明并不被限定于此,在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行修改及變化是可能的。本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍的特征可作各種組合以符合獨(dú)立的申請(qǐng)專利范圍的特征,然其并未背離本
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,該方法包括下列步驟提供一中間結(jié)構(gòu),該中間結(jié)構(gòu)包括一基板,其上具有一絕緣層且覆蓋一柵極結(jié)構(gòu);沉積一氧化阻障層在該中間結(jié)構(gòu)之上;以及將該氧化阻障層暴露于一反應(yīng)物中以減少該氧化阻障層中的缺陷。
2.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述反應(yīng)物包括一氧氣媒介以及該暴露的步驟包括在一溫度足夠的環(huán)境下將該氧化阻障層暴露于該氧氣媒介中以減少該氧化阻障層中的缺陷。
3.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述反應(yīng)物包括一氧氣媒介以及該暴露的步驟包括在該氧氣媒介的環(huán)境中對(duì)該氧化阻障層進(jìn)行回火以減少該氧化阻障層中的氫內(nèi)含物。
4.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述氧化阻障層防止反應(yīng)物擴(kuò)散至該絕緣層及該覆蓋的柵極結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述氧化阻障層包括一絕緣層。
6.如權(quán)利要求5所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述絕緣層包括一氧化層。
7.如權(quán)利要求5所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述絕緣層至少包括二氧化硅、硅的氮氧化物及氧化鋁其中之一。
8.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述氧化阻障層的厚度小于200埃。
9.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述沉積步驟包括使用低壓化學(xué)氣相沉積法沉積該氧化阻障層。
10.如權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述低壓化學(xué)氣相沉積法沉積該氧化阻障層是實(shí)施于壓力小于53KPa以及溫度范圍在600℃到900℃之間的TEOS的環(huán)境中。
11.如權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述低壓化學(xué)氣相沉積法沉積該氧化阻障層是實(shí)施于壓力小于53Kpa以及溫度范圍在700℃到900℃之間的SiD4、SiH2Cl2、SiD2Cl2、SiHCl3、SiDCl3或硅甲烷連同氧化亞氮或氧氣的環(huán)境中。
12.如權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述低壓化學(xué)氣相沉積法沉積該氧化阻障層是實(shí)施于壓力小于53KPa以及溫度范圍在700℃到900℃之間的硅甲烷與氧化亞氮的環(huán)境中。
13.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述沉積步驟包括使用電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積法沉積該氧化阻障層。
14.如權(quán)利要求13所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述電漿強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積法沉積該氧化阻障層是實(shí)施于壓力小于1.3KPa以及溫度范圍在300℃到500℃之間的硅甲烷與氧化亞氮的環(huán)境中。
15.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述暴露步驟包括使用濕式氧化以氧化該氧化阻障層。
16.如權(quán)利要求15所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述濕式氧化是實(shí)施于壓力小于101KPa以及溫度范圍在750℃到1100℃之間的氫氣或重氫與氧氣的環(huán)境中。
17.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述暴露步驟包括使用干式氧化以氧化該氧化阻障層。
18.如權(quán)利要求17所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述干式氧化是實(shí)施于壓力小于101KPa以及溫度范圍在750℃到1100℃之間的氧氣環(huán)境中。
19.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述暴露步驟包括使用0*自由基氧化以氧化該氧化阻障層。
20.如權(quán)利要求19所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述0*自由基氧化是實(shí)施于壓力小于13KPa以及溫度范圍在850℃到1100℃之間的氫氣或重氫與氧氣的環(huán)境中。
21.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述絕緣層及所述柵極結(jié)構(gòu)包括一CMOS或一存儲(chǔ)元件的組成。
22.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述絕緣層及所述柵極結(jié)構(gòu)定義側(cè)壁延伸至離開該基板。
23.如權(quán)利要求22所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述沉積步驟導(dǎo)致該氧化阻障層至少沉積在該側(cè)壁上。
24.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述絕緣層至少包括二氧化硅、硅的氮氧化物以及氮化硅或其結(jié)合或膜層的其中之一。
25.如權(quán)利要求1所述的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所述柵極結(jié)構(gòu)包括多晶硅。
26.一種在一柵極晶體管的側(cè)壁上形成擴(kuò)散阻障的方法,其特征在于包括下列步驟提供一柵極晶體管,其至少包括一絕緣層覆蓋在一半導(dǎo)體基板之上以及一柵極結(jié)構(gòu)覆蓋在該絕緣層之上,該柵極晶體管定義側(cè)壁延伸至離開該基板;利用一沉積制作工藝沉積一氧化層在該柵極晶體管之上;以及對(duì)該氧化層進(jìn)行回火以減少該氧化層中的缺陷以及形成該擴(kuò)散阻障,以防止反應(yīng)物擴(kuò)散至該絕緣層及該覆蓋的柵極結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是揭露一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法,該方法包括提供一中間結(jié)構(gòu),該中間結(jié)構(gòu)包括一基板,其上具有一絕緣層且覆蓋一柵極結(jié)構(gòu),沉積一氧化阻障層在該中間結(jié)構(gòu)上,以及將該氧化阻障層暴露于一反應(yīng)物之中以減少該氧化阻障層中的缺陷。該氧化阻障層的存在有助于防止在后續(xù)制作工藝中氧化源入侵導(dǎo)致絕緣層的邊緣氧化層變厚的效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01L21/28GK1790639SQ20051007718
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者王嗣裕 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司