專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
通常，圖像傳感器是一種用于將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。
典型地，將圖像傳感器分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或CMOS圖像 傳感器，其中CCD圖像傳感器中的每個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電容器 以彼此接近的方式放置，從而使電荷載流子存儲(chǔ)在電容器中或從電容器釋 放；其中CMOS圖像傳感器使用切換模式以連續(xù)地檢測(cè)輸出，所述檢測(cè)輸出 是通過(guò)使用CMOS技術(shù)提供對(duì)應(yīng)于像素?cái)?shù)量的MOS晶體管得以執(zhí)行，所述 CMOS技術(shù)使用了諸如控制電路和信號(hào)處理電路等的外圍器件。
CCD圖像傳感器需要高功率消耗，以獲得可允許的電荷遷移效率。此外， 由于CCD圖像傳感器需要附加的支持電路，用于調(diào)整圖像信號(hào)或產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn) 視頻輸出，因此CCD圖像傳感器可能不能被高度集成。為了解決上述問(wèn)題， 最近提出將CMOS圖像傳感器作為CCD圖像傳感器的替代品。
與CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器具有相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。此 外，CMOS圖像傳感器使用高度發(fā)展的CMOS制造工藝，使得CMOS圖像 傳感器可被高度集成，并且可以降低功率消耗。通常，CMOS圖像傳感器的 像素可以包括光電二極管以及一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管(FETs)(在下文中稱作 晶體管)，其中光電二極管是一種光電探測(cè)器，場(chǎng)效應(yīng)管用于發(fā)射和輸出存 儲(chǔ)在光電二極管中的電荷。
在用于驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器的晶體管中，當(dāng)直接將高濃度的雜 質(zhì)注入半導(dǎo)體襯底中以形成用于晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)時(shí)，可能會(huì)在半導(dǎo) 體襯底中發(fā)生表面缺陷。
上述表面缺陷可能會(huì)造成電子-空穴對(duì)(EHPs)的產(chǎn)生。因此，盡管光 線不從外部射入，仍然可能會(huì)產(chǎn)生暗電流，并且可能會(huì)使圖像傳感器異常運(yùn) 行，從而造成圖像傳感器的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提供了一種半導(dǎo)體器件的 制造方法。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，在該方法中， 當(dāng)形成半導(dǎo)體器件的柵極間隔件時(shí)，通過(guò)在實(shí)施干法和濕法蝕刻工藝之后形 成存留氧化物層，可以抑制等離子體的損壞和漏電的發(fā)生。
根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法可以包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底 上形成柵電極；在其上形成有該柵電極的該半導(dǎo)體襯底上依次形成第一氧化 物層、氮化物層和第二氧化物層；干法蝕刻該第二氧化物層；濕法蝕刻該氮 化物層；以及通過(guò)將離子注入其上存留有該第一氧化物層的該半導(dǎo)體襯底 中，以在該柵電極的兩側(cè)形成源極區(qū)和漏極區(qū)。
在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件的制造方法可以包括以下步驟在半導(dǎo)體 襯底上形成柵電極；在其上形成有該柵電極的該半導(dǎo)體襯底上依次形成絕緣 層；蝕刻該絕緣層，使得部分該絕緣層存留在該柵電極兩側(cè)的該半導(dǎo)體襯底 上和存留在該柵電極的側(cè)壁上；經(jīng)由存留在該半導(dǎo)體襯底上的部分該絕緣層 而將離子注入該半導(dǎo)體襯底中，以在該柵電極的兩側(cè)形成源極區(qū)和漏極區(qū)； 以及移除存留的絕緣層。
根據(jù)實(shí)施例，當(dāng)在半導(dǎo)體器件中形成柵極間隔件時(shí)，使所形成的氧化物 層存留在源極區(qū)和漏極區(qū)上，以抑制在離子注入工藝期間發(fā)生等離子體損壞 和漏電，從而提高CMOS圖像傳感器的器件特性。
此外，根據(jù)實(shí)施例，可以抑制圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)晶體管發(fā)生漏電，從而 提高圖像傳感器的特性。


圖1至圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的步驟的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下文將結(jié)合隨附附圖詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。將附圖所示的元件大小(尺寸)放大以便清楚地描述本發(fā)明，并且元件的實(shí)際 尺寸可以不同于附圖所示的元件尺寸。此外，本發(fā)明可以不包括附圖示出的 所有元件，并且不以此為限。除了本發(fā)明必要的元件以外，可以不加限制地 省略或增加其他元件。
在描述實(shí)施例時(shí)，當(dāng)某層(或膜)提到在其他層或襯底"上/上方/其上/ 上面"時(shí)，可以理解為該層(或膜)可以直接位于其他層或襯底上，或者也 可以存在中間的層。此外，當(dāng)某層提到在其他層"下/下方/其下/下面"時(shí)， 可以理解為該層可以直接位于其他層下，或者也可以存在一層或多層的中間 層。此外，當(dāng)某層提到在兩層"之間"時(shí)，可以理解為該層可以直接位于所 述的兩層之間，或者也可以存在一層或多層的中間層。因此，上述各層的具 體含義必須基于實(shí)施例的保護(hù)范圍而確定。
為了使本發(fā)明的主要目的明確，在本發(fā)明以下描述中省略了對(duì)并入本發(fā) 明的公知特性和配置的詳細(xì)描述。
圖1至圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的剖視圖。
根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件包括用于CMOS圖像傳感器的晶體管。
參見(jiàn)圖l，可以在半導(dǎo)體襯底100上形成柵極氧化物層。在實(shí)施例中， 柵極氧化物層的厚度可以約為卯A至約100 A。
可以通過(guò)使用熔爐熱處理(FTP)，在氧氣氣氛中并且在溫度約為700°C 至約900°C的條件下，在半導(dǎo)體襯底100上沉積柵極氧化物層。
然后，可以在柵極氧化物層上形成多晶硅層。
例如，通過(guò)低壓-化學(xué)氣相沉積(LP-CVD)可以形成多晶硅層。在實(shí)施 例中，多晶硅層的厚度可約為1000A至約5500A。
下一步，可以圖案化多晶硅層和柵極氧化物層，以在半導(dǎo)體襯底100上 形成柵極氧化物層圖案110并且在柵極氧化物層圖案110上形成柵電極120。
然后，可以將低濃度的雜質(zhì)注入位于柵電極120側(cè)邊的半導(dǎo)體襯底100 中，以形成低濃度離子注入?yún)^(qū)141。
然后，可以在包括柵電極120的半導(dǎo)體襯底100上形成用于形成間隔件 的絕緣層130。絕緣層可以具有氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)。
例如，絕緣層130可以包括依次在半導(dǎo)體襯底100上形成的第一氧化物 層131、氮化物層132以及第二氧化物層133。在實(shí)施例中，可以通過(guò)CVD工藝，在溫度約為600°C至約800°C的條 件下，形成第一氧化物層131和第二氧化物層133。在實(shí)施例中，第一氧化 物層131的厚度可以約為100 A至約300 A，并且第二氧化物層133的厚度 可以約為500 A至約1500 A。
第一氧化物層131和第二氧化物層133中的至少之一可以包括TEOS層。 例如，可以通過(guò)CVD工藝，在溫度約為650。C至約700。C的條件下，形成 TEOS層。
可以通過(guò)CVD工藝，在溫度約為650。C至約750。C的條件下，形成氮 化物層132。在實(shí)施例中，形成的氮化物層的厚度可以為約100A至約300A。
參見(jiàn)圖2，可以通過(guò)干法蝕刻(各向異性蝕刻方法)對(duì)第一氧化物層131、 氮化物層132以及第二氧化物層133進(jìn)行回蝕刻工藝，使得第一氧化物層131 和氮化物層132存留在位于柵電極120側(cè)邊的半導(dǎo)體襯底100上，并且部分 第二氧化物層133存留在柵電極120的側(cè)壁上，而部分覆蓋第一氧化物層131 和氮化物層132。
此時(shí)，可以實(shí)施過(guò)蝕刻以減小氮化物層132的厚度。例如，可以實(shí)施約 2秒至5秒的過(guò)蝕刻，而將氮化物層132作為終點(diǎn)，從而根據(jù)蝕刻選擇性使 氮化物層132具有約為150 A至約200 A的厚度。然后，如圖3所示，可以對(duì)半導(dǎo)體襯底IOO上的氮化物層132實(shí)施具有 高蝕刻選擇性的濕法蝕刻工藝。
在濕法蝕刻工藝中，以20: 1 40: 1的比率，氮化物層具有比氧化物層 更高的蝕刻選擇性。
由于實(shí)施了濕法蝕刻工藝，因此移除了氮化物層132并且使第一氧化物 層131存留在半導(dǎo)體襯底100上。
在濕法蝕刻工藝期間，可以使用H3P04移除氮化物層132。
此時(shí)，由于第二氧化物層133覆蓋了形成在柵電極120側(cè)壁上的間隔件 的氮化物層132，可以根據(jù)蝕刻選擇性使氮化物層132存留在側(cè)壁處。，
由于H3P04可以以0.8 A/秒至0.9 A/秒的蝕刻速率對(duì)氮化物層132進(jìn)行 蝕刻，因此通過(guò)實(shí)施約250秒至約300秒的濕法蝕刻工藝，可以完全移除具 有約150 A至約200 A厚度的氮化物層132。
然后，可以通過(guò)使用NC-2清洗溶液(TMH : H202 : H20 = 1 : 2 5 : 20 40)實(shí)施約5秒至約150秒的清洗工藝，以便在使用H3P04實(shí)施濕法蝕刻工 藝之后移除所產(chǎn)生的粒子。
此時(shí)，在對(duì)氮化物層132進(jìn)行蝕刻工藝期間，可以過(guò)蝕刻存留在半導(dǎo)體 襯底100上的第一氧化物層131，以使其具有約50 A至約150 A的厚度。 此外，在柵電極120側(cè)邊的第一氧化物層131的厚度可以不同于在柵電極120 側(cè)壁上的第一氧化物層131的厚度。
因此，可以在位于半導(dǎo)體襯底IOO上的柵電極120的側(cè)壁上形成包括第 一氧化物層131、氮化物層132以及第二氧化物層133的間隔件130a。
間隔件130a的第一氧化物層131與位于半導(dǎo)體襯底100上的第一氧化 物層131連接以形成單層。
然后，參見(jiàn)圖4，可以將高濃度雜質(zhì)注入半導(dǎo)體襯底100中，從而將雜 質(zhì)離子注入柵電極120側(cè)邊的襯底中。
在進(jìn)行離子注入工藝期間，將第一氧化物層131作為半導(dǎo)體襯底100上 的阻擋層，從而可以使等離子體的損壞最小。因此，當(dāng)對(duì)源極區(qū)和漏極區(qū)142 施加電壓時(shí)，可以抑制由表面缺陷引起的漏電的發(fā)生，從而可以提高器件特 性。
上述雜質(zhì)可以包括諸如硼(B)等的N-型離子，或諸如磷(P)等的P-型離子。
由注入位于柵電極120側(cè)邊的半導(dǎo)體襯底100中的雜質(zhì)形成源極區(qū)和漏 極區(qū)142。
然后，參見(jiàn)圖5，可以通過(guò)使用DHF溶液的濕法蝕刻移除存留在源極區(qū) 和漏極區(qū)142上的第一氧化物層131。
然后，參見(jiàn)圖6，可以使柵電極120的上表面以及源極區(qū)和漏極區(qū)142 的表面發(fā)生硅化，以形成硅化物圖案150。
在形成硅化物圖案150之后，可以再一次實(shí)施用于形成源極區(qū)和漏極區(qū) 142的高濃度離子注入工藝。
可以使用130 nm及以下的半導(dǎo)體制造技術(shù)，將由上文所述的工序形成 的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于高度集成的半導(dǎo)體電路。
可以將由上文所述方法制造的晶體管作為圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)單元。
根據(jù)實(shí)施例，當(dāng)在半導(dǎo)體器件中形成柵極間隔件時(shí)，可以在硅化層上形成存留的氧化物層，以抑制等離子體的損壞和漏電的發(fā)生，從而可以提高
CMOS圖像傳感器的器件特性。
根據(jù)實(shí)施例，可以抑制圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)晶體管發(fā)生漏電，從而可以提 高圖像傳感器的特性。
說(shuō)明書(shū)中所涉及的"一實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例性實(shí)施例"等， 其含義是結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性均包括在本發(fā)明的至少 一個(gè)實(shí)施例中。說(shuō)明書(shū)中出現(xiàn)于各處的這些短語(yǔ)并不一定都涉及同一個(gè)實(shí)施 例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，都認(rèn)為其落在 本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合其它實(shí)施例就可以實(shí)現(xiàn)這些特征、結(jié)構(gòu)或特性的范圍 內(nèi)。
盡管對(duì)實(shí)施例的描述中結(jié)合了其中多個(gè)示例性實(shí)施例，但可以理解的是 本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實(shí)施例，并落入本公開(kāi)內(nèi)容 的原理的精神和范圍之內(nèi)。尤其是，可以在該公開(kāi)、附圖和所附權(quán)利要求的 范圍內(nèi)對(duì)組件和/或附件組合設(shè)置中的設(shè)置進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/ 或設(shè)置的變化和改進(jìn)之外，其他可選擇的應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是 顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成柵電極；在其上形成有該柵電極的該半導(dǎo)體襯底上依次形成第一氧化物層、氮化物層和第二氧化物層；干法蝕刻該第二氧化物層；濕法蝕刻該氮化物層；以及在濕法蝕刻該氮化物層之后，經(jīng)由存留在該半導(dǎo)體襯底上的該第一氧化物層而將離子注入該半導(dǎo)體襯底中，以在該柵電極的側(cè)邊形成源極區(qū)和漏極區(qū)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中在干法蝕刻該第二氧化物層期間，該 第二氧化物層存留在該柵電極的側(cè)壁上。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在濕法蝕刻該氮化物層期間，在干法 蝕刻該第二氧化物層的存留物之后，位于該第二氧化物層下的該氮化物層被 存留。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中濕法蝕刻該氮化物層的步驟包括使用 H3P04。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在濕法蝕刻該氮化物層之后，通過(guò)使用NC-2溶液對(duì)該半導(dǎo)體襯底實(shí)施清洗工藝，其中該NC-2溶 液為T(mén)MH : H202 : H20 = 1 : 2 5 : 20 40。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中干法蝕刻該第二氧化物層的步驟包括 過(guò)蝕刻該氮化物層。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中對(duì)該氮化物層進(jìn)行過(guò)蝕刻以使其具有 約150 A至約200A的厚度。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中濕法蝕刻該氮化物層的步驟包括過(guò)蝕 刻該第一氧化物層。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中對(duì)該第一氧化物層進(jìn)行過(guò)蝕刻以使其 具有約50A至約150A的厚度。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在形成該源極區(qū)和該 漏極區(qū)之后移除存留在該半導(dǎo)體襯底上的該第一氧化物層；以及在該源極區(qū)和該漏極區(qū)的上表面以及該柵電極的上表面上形成硅化物圖案。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在濕法蝕刻該氮化物層期間，以20 40: 1的比率，該氮化物層具有比該氧化物層更高的蝕刻選擇性。
12. —種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成柵電極；在其上形成有該柵電極的該半導(dǎo)體襯底上形成絕緣層；蝕刻該絕緣層，使得部分該絕緣層存留在位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底上和存留在該柵電極的側(cè)壁上這兩處；經(jīng)由存留在位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底上的部分該絕緣層而將離子注入該半導(dǎo)體襯底中，以在該柵電極的兩側(cè)形成源極區(qū)和漏極區(qū)；以及移除存留在位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底上的部分該絕緣層。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中形成該絕緣層的步驟包括在該半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化物層，使得該第一氧化物層覆蓋該柵電極；在該第一氧化物層上形成氮化物層；以及在該氮化物層上形成第二氧化物層。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中存留在位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底上的部分該絕緣層包括第一氧化物層。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中存留在該柵電極側(cè)壁上的部分該絕緣層包括第一氧化物層、氮化物層以及第二氧化物層。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟在移除存留在位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底上的部分該絕緣層之后-硅化該柵電極的上表面和該源極區(qū)和該漏極區(qū)的表面。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟在移除存留在位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底上的部分該絕緣層之后對(duì)該源極區(qū)和該漏極區(qū)實(shí)施高濃度離子注入工藝。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟在該半導(dǎo)體襯底上形成該柵電極之后將低濃度雜質(zhì)注入位于該柵電極側(cè)邊的該半導(dǎo)體襯底中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件的制造方法。其中一種方法包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成柵電極；在包括柵電極的半導(dǎo)體襯底上依次形成第一氧化物層、氮化物層和第二氧化物層；干法蝕刻第二氧化物層；濕法蝕刻氮化物層；以及通過(guò)將離子注入其上形成有第一氧化物層的半導(dǎo)體襯底中以形成源極區(qū)和漏極區(qū)。根據(jù)該方法，在于半導(dǎo)體襯底中形成柵極間隔件的工藝中，在源極區(qū)和漏極區(qū)上存留柵極間隔件的氧化物層，然后實(shí)施離子注入工藝，從而可以抑制在源極區(qū)和漏極區(qū)中發(fā)生等離子體損壞和漏電。這樣，可以提高CMOS圖像傳感器的器件特性。
文檔編號(hào)H01L21/336GK101471262SQ20081018172
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者鄭沖耕 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司