專利名稱：柵極側(cè)壁層的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柵極側(cè)壁層的形成方法。
背景技術(shù)：
目前，伴隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件為了達(dá)到更快的運(yùn)算速度、 更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量以及更多的功能，晶片朝向更高的元件密度、高集成度方向發(fā)展，半導(dǎo)體 器件的制造技術(shù)已進(jìn)入65nm乃至45nm工藝節(jié)點(diǎn)，柵極寬度的最小特征尺寸已經(jīng)達(dá)到45nm 或更小。柵極側(cè)壁層的形成質(zhì)量會(huì)對(duì)器件的性能有較大影響，如何形成高質(zhì)量的柵極側(cè)壁 層是半導(dǎo)體制造工藝中必須關(guān)注的問(wèn)題。 現(xiàn)有技術(shù)中，形成柵極側(cè)壁層的方法如圖1A至1C所示。如圖IA所示，首先在襯 底100上形成柵氧化層110，然后在柵氧化層110上形成多晶硅柵極層IOI，接著在多晶硅 柵極層101的側(cè)壁形成第一側(cè)壁層102，第一側(cè)壁層一般由氧化硅/氮化硅介質(zhì)薄膜組合而 成。然后以第一側(cè)壁層102及多晶硅柵極層101為掩膜，進(jìn)行淺離子注入，在襯底100上形 成淺摻雜漏(LightlyDoped Drain, LDD)區(qū)1。 接下來(lái)如圖1B所示，在第一側(cè)壁層102、多晶硅柵極層101及襯底IOO表面沉積一 層氧化硅層103，然后在所述氧化硅層103上沉積氮化硅層，刻蝕形成氮化硅側(cè)壁層104，這 樣以多晶硅柵極層101、第一側(cè)壁層102、氧化硅層103及氮化硅側(cè)壁層104為掩膜，進(jìn)行深 離子注入，在襯底100上形成源漏極2。 最后，刻蝕氧化硅層103，形成氧化硅側(cè)壁層103'?？涛g形成氧化硅側(cè)壁層103' 形成柵極形狀。這里多晶硅柵極層101、第一側(cè)壁層102、氧化硅側(cè)壁層103'、氮化硅側(cè)壁層 104共同構(gòu)成柵極形狀。 由于通常用濕法刻蝕的方法，即用氫氟酸進(jìn)行濕法刻蝕，濕法刻蝕各個(gè)方向的腐
蝕都一樣，如圖ic所示，這種橫向腐蝕和帶來(lái)的橫向鉆蝕是不希望的，濕法刻蝕應(yīng)用在整
個(gè)刻蝕氧化硅過(guò)程中，一直存在橫向鉆蝕，這樣濕法刻蝕之后整個(gè)柵極的形狀變得凹凸不 平，嚴(yán)重影響柵極的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種柵極側(cè)壁層的形成方法，該方法能夠 改善柵極形狀。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明提供了 一種柵極側(cè)壁層的形成方法， 提供一具有第一側(cè)壁層?xùn)艠O的襯底； 在所述第一側(cè)壁層、柵極及襯底表面沉積氧化硅層； 在所述氧化硅層上沉積氮化硅層，形成氮化硅側(cè)壁層； 刻蝕所述氧化硅層，形成氧化硅側(cè)壁層； 關(guān)鍵在于，所述氧化硅層采用硅鈷鎳Siconi方法進(jìn)行刻蝕。
刻蝕所述氧化硅層之前進(jìn)行深離子注入，在所述襯底上形成源漏極的步驟。
所述氧化硅層采用硅鈷鎳Siconi方法進(jìn)行刻蝕之后，進(jìn)一步包括濕法刻蝕的步 驟。 所述硅鈷鎳Siconi方法為利用三氟化氮NF3和氨氣NH3進(jìn)行化學(xué)刻蝕，并進(jìn)行原 位退火。 所述濕法刻蝕的方法為采用稀氫氟酸進(jìn)行刻蝕。 所述稀氫氟酸的濃度為1%。 所述濕法刻蝕稀氫氟酸的時(shí)間為1分鐘。 由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明通過(guò)采用硅鈷鎳(Siconi)方法，來(lái)刻蝕氧化硅層 形成氧化硅側(cè)壁層，與現(xiàn)有技術(shù)中采用濕法刻蝕相比，使柵極形狀得到了更好的改善，提高 了柵極的質(zhì)量。


圖1A至1C為現(xiàn)有技術(shù)形成柵極側(cè)壁層的剖面圖。 圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例形成柵極側(cè)壁層后整個(gè)柵極的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為了便于說(shuō)明，表示 結(jié)構(gòu)的示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定，此外，在實(shí)際的 制作中，應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。 由于如圖1C所示的在刻蝕氧化硅層103時(shí)，采用濕法刻蝕，導(dǎo)致整個(gè)柵極形狀遭 到破壞，為了更進(jìn)一步提高柵極質(zhì)量，改善柵極的形狀，本發(fā)明采用Siconi方法，對(duì)氧化硅 層103進(jìn)行刻蝕。 在實(shí)際應(yīng)用中，刻蝕氧化硅層103，如果只采用Siconi方法，是可以達(dá)到很好地改 善柵極形狀的效果的，但是考慮到只采用Siconi方法，不但成本比較高，而且刻蝕時(shí)耗費(fèi) 的時(shí)間也比較長(zhǎng)，不適合工業(yè)制造。另一方面，如果只采用Siconi方法，溫度對(duì)氧化硅和氮 化硅的選擇比的影響非常大，如果不嚴(yán)格控制溫度，則會(huì)使氮化硅層遭到破壞，往往這個(gè)溫 度參量難以把握。所以較佳地，選擇Siconi方法和濕法刻蝕相結(jié)合的方法，來(lái)刻蝕氧化硅 層103，形成氧化硅側(cè)壁層203'，達(dá)到改善柵極形狀的目的。
下面為本發(fā)明較佳實(shí)施例的柵極側(cè)壁層的形成方法的流程說(shuō)明。
步驟31、在襯底100上依次形成柵氧化層110和多晶硅柵極層101，然后在多晶硅 柵極層101的側(cè)壁形成第一側(cè)壁層102。在具體工藝制程中，進(jìn)一步包括以第一側(cè)壁層、多 晶硅柵極層為掩膜，進(jìn)行淺離子注入，形成淺摻雜漏區(qū)1的步驟。剖面圖如圖1A所示。
步驟32、在第一側(cè)壁層102、多晶硅柵極層101及襯底100表面沉積一層氧化硅層 103，然后在所述氧化硅層上沉積氮化硅層，刻蝕形成氮化硅側(cè)壁層104。在具體工藝制程 中，進(jìn)一步包括以多晶硅柵極層101、第一側(cè)壁層102、氧化硅層103及氮化硅側(cè)壁層104為 掩膜，進(jìn)行深離子注入形成源漏極2的步驟。剖面圖如圖1B所示。
步驟33、采用Siconi方法和濕法刻蝕相結(jié)合的方法，刻蝕氧化硅層103形成氧化 硅側(cè)壁層203'，剖面圖如圖2所示。 其中，Siconi方法為利用三氟化氮(NF3)和氨氣(NH3)對(duì)氧化硅層進(jìn)行化學(xué)刻 蝕，該化學(xué)刻蝕力度和強(qiáng)度都比較小，對(duì)柵極形狀不會(huì)帶來(lái)像濕法刻蝕中的橫向鉆蝕，能夠 很好的形成柵極形狀。在這個(gè)過(guò)程中會(huì)生成固體物質(zhì)， 一般為六氟硅氨((NH4) 2SiF6)，然后 經(jīng)過(guò)原位退火步驟，進(jìn)行熱處理，將固體物質(zhì)如(NH4)2SiF6升華，從而達(dá)到刻蝕形成氧化 硅側(cè)壁層。但是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例從節(jié)約工藝成本的角度上考慮，這時(shí)并沒有把整個(gè)柵極 形狀刻蝕完全，接著采用濕法刻蝕，即利用濃度為1%的稀氫氟酸刻蝕，進(jìn)行最后的處理，刻 蝕時(shí)間持續(xù)1分鐘，如果時(shí)間太長(zhǎng)，又會(huì)帶來(lái)橫向鉆蝕的問(wèn)題。從而最終形成高質(zhì)量的柵極 形狀。這里多晶硅柵極層101、第一側(cè)壁層102、氧化硅側(cè)壁層203'、氮化硅側(cè)壁層104共同 構(gòu)成柵極形狀。 Siconi方法和濕法刻蝕相結(jié)合，較之只利用Siconi方法既節(jié)省工藝成本，又提高 了刻蝕速度，而且與傳統(tǒng)的濕法刻蝕相比，提高了柵極的質(zhì)量，使柵極形狀得到改善，從而 提高了半導(dǎo)體器件的性能。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明采用Siconi方法和濕法刻蝕相結(jié)合的方法， 并不限于上述實(shí)施例中所示的具體情形，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神 或范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮妥兓?br> 權(quán)利要求
一種柵極側(cè)壁層的形成方法，提供一具有第一側(cè)壁層?xùn)艠O的襯底；在所述第一側(cè)壁層、柵極及襯底表面沉積氧化硅層；在所述氧化硅層上沉積氮化硅層，形成氮化硅側(cè)壁層；刻蝕所述氧化硅層，形成氧化硅側(cè)壁層；其特征在于，所述氧化硅層采用硅鈷鎳Siconi方法進(jìn)行刻蝕。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，刻蝕所述氧化硅層之前進(jìn)行深離子注入，在 所述襯底上形成源漏極的步驟。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化硅層采用硅鈷鎳Siconi方法進(jìn)行 刻蝕之后，進(jìn)一步包括濕法刻蝕的步驟。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述硅鈷鎳Siconi方法為利用三氟化 氮NF3和氨氣NH3進(jìn)行化學(xué)刻蝕，并進(jìn)行原位退火。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的方法為采用稀氫氟酸進(jìn)行 刻蝕。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述稀氫氟酸的濃度為1%。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述濕法刻蝕稀氫氟酸的時(shí)間為l分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柵極側(cè)壁層的形成方法，提供一具有第一側(cè)壁層?xùn)艠O的襯底；在所述第一側(cè)壁層、柵極及襯底表面沉積氧化硅層；在所述氧化硅層上沉積氮化硅層，形成氮化硅側(cè)壁層；刻蝕所述氧化硅層，形成氧化硅側(cè)壁層；關(guān)鍵在于，所述氧化硅層采用Siconi方法進(jìn)行刻蝕。采用該方法可以使柵極的形狀得到改善。
文檔編號(hào)H01L21/336GK101783296SQ200910045599
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者何學(xué)緬, 王國(guó)華, 魏瑩璐 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司