本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，特別是涉及一種防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法，還涉及一種半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

部分半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)會(huì)采用摻雜多晶硅(DPOLY)上覆蓋硅化鎢(WSI)的結(jié)構(gòu)，起到保證柵極的接觸連接等作用。

但發(fā)明人在器件制造過程中發(fā)現(xiàn)，器件柵極的硅化鎢下的摻雜多晶硅會(huì)出現(xiàn)空洞/凹坑，該空洞/凹坑會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的良率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決空洞/凹坑導(dǎo)致的產(chǎn)品良率降低問題，有必要提供一種防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法，以提高產(chǎn)品的良率。

本發(fā)明提供一種防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法，包括下列步驟：在半導(dǎo)體襯底上淀積并刻蝕摻雜多晶硅，作為多晶硅柵；在所述多晶硅柵上表面形成金屬硅化物層；淀積并刻蝕多晶硅，在所述金屬硅化物層上表面形成多晶硅保護(hù)帽；對所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行離子注入；在氧氣氣氛下對注入的離子進(jìn)行熱退火。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬硅化物為硅化鎢。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱退火的溫度在800攝氏度以上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在半導(dǎo)體襯底上淀積并刻蝕摻雜多晶硅，作為多晶硅柵的步驟中，刻蝕的方式為濕法腐蝕。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述淀積并刻蝕多晶硅，在所述金屬硅化物層上表面形成多晶硅保護(hù)帽的步驟中，所述多晶硅是摻雜多晶硅。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，對所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行離子注入的步驟，是進(jìn)行輕摻雜漏極的N型離子注入。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述淀積并刻蝕多晶硅，在所述金屬硅化物層上表面形成多晶硅保護(hù)帽的步驟，在形成多晶硅保護(hù)帽的同時(shí)形成PIP電容器的下極板。

還有必要提供一種半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)。

一種半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)于半導(dǎo)體襯底上，包括位于所述半導(dǎo)體襯底上的絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層上的多晶硅柵，以及所述多晶硅柵上的金屬硅化物層，所述多晶硅柵的材質(zhì)為摻雜多晶硅，所述柵極結(jié)構(gòu)還包括形成于所述金屬硅化物層上表面的多晶硅保護(hù)帽。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多晶硅保護(hù)帽的材質(zhì)為摻雜多晶硅。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬硅化物為硅化鎢。

上述防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法，在柵極結(jié)構(gòu)的金屬硅化物層表面增加一層多晶硅保護(hù)帽進(jìn)行保護(hù)，阻止了金屬硅化物層下多晶硅柵的析出、氧化，使得器件即使在高溫氧氣氣氛下進(jìn)行退火處理，也不會(huì)形成空洞/凹坑，提高了器件的良率。該方法不需要對現(xiàn)有的工藝進(jìn)行大的調(diào)整，僅對柵極結(jié)構(gòu)做了改動(dòng)，不會(huì)影響當(dāng)前的工藝模型，方便老產(chǎn)品更改，可以節(jié)省很多的評估程序，從而節(jié)省了人力及成本。

附圖說明

通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分，且并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1是一實(shí)施例中防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法的流程圖；

圖2是采用防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法制造的柵極結(jié)構(gòu)的剖面圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。 附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，對于表面覆蓋硅化鎢的多晶硅柵，當(dāng)柵極的硅化鎢在裸露狀態(tài)(即WSI表面無保護(hù)層)經(jīng)過通氧氣的高溫(例如800攝氏度以上)熱處理后，WSI下的摻雜多晶硅(多晶硅柵)會(huì)擴(kuò)散到WSI表面被氧化。當(dāng)摻雜多晶硅未耗盡時(shí)形成凹坑，當(dāng)摻雜多晶硅耗盡后則形成空洞。

本發(fā)明提供一種防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法。圖1是一實(shí)施例中防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法的流程圖，圖2是采用該方法制造的柵極結(jié)構(gòu)的剖面圖。防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法包括下列步驟：

S110，在半導(dǎo)體襯底上淀積并刻蝕摻雜多晶硅，作為多晶硅柵。

刻蝕后在襯底10上形成多晶硅柵20。在本實(shí)施例中，是采用濕法腐蝕的方式進(jìn)行刻蝕。

S120，在多晶硅柵上表面形成金屬硅化物層。

在本實(shí)施例中，本步驟是在襯底10表面淀積硅化鎢(WSI)。

S130，淀積并刻蝕多晶硅，在金屬硅化物層上表面形成多晶硅保護(hù)帽。

光刻并刻蝕多晶硅，并刻蝕掉光刻膠形成的窗口中多晶硅下方的金屬硅化物。最終形成硅化鎢層30和多晶硅保護(hù)帽40，如圖2所示。在本實(shí)施例中，多晶硅保護(hù)帽40的材質(zhì)為摻雜多晶硅。

步驟S130完成后形成如圖2所示的結(jié)構(gòu)。包括位于襯底10上的絕緣介質(zhì)層(圖2中未示，在本實(shí)施例中為二氧化硅)，絕緣介質(zhì)層上的多晶硅柵20，多晶硅柵20上的硅化鎢層30，以及硅化鎢層30上多晶硅保護(hù)帽40。

S140，對半導(dǎo)體襯底進(jìn)行離子注入。

本實(shí)施例中是先進(jìn)行N型離子的輕摻雜漏極(NLDD)注入以形成漏極。

S150，在氧氣氣氛下對注入的離子進(jìn)行熱退火。

在本實(shí)施例中因工藝的需求，要在氧氣氣氛下進(jìn)行高溫?zé)嵬嘶?。?jīng)實(shí)驗(yàn)，硅化鎢層30下方的多晶硅柵20在熱退火溫度為800度以上時(shí)容易產(chǎn)生空洞/凹坑。

對于不同的工藝，形成多晶硅保護(hù)帽40后可能需要進(jìn)行兩次以上的離子注入與退火工藝。

上述防止半導(dǎo)體器件的柵極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空洞的方法，在柵極結(jié)構(gòu)的硅化鎢層30表面增加一層多晶硅保護(hù)帽40進(jìn)行保護(hù)，阻止了硅化鎢層30下多晶硅柵20的析出、氧化，使得器件即使在高溫氧氣氣氛下進(jìn)行退火處理，也不會(huì)形成空洞/凹坑，提高了器件的良率。該方法不需要對現(xiàn)有的工藝進(jìn)行大的調(diào)整，僅對柵極結(jié)構(gòu)做了改動(dòng)，不會(huì)影響當(dāng)前的工藝模型，方便老產(chǎn)品更改，可以節(jié)省很多的評估程序，從而節(jié)省了人力及成本。

對于部分器件，需要在襯底10上形成多晶硅-絕緣層-多晶硅(PIP)結(jié)構(gòu)的電容器。故步驟130中在形成多晶硅保護(hù)帽的同時(shí)，刻蝕形成PIP電容器的下極板。即對步驟S130中淀積的多晶硅進(jìn)行刻蝕，形成PIP電容器的下極板。采用多晶硅材料作為保護(hù)帽來阻止多晶硅的析出，不會(huì)對PIP電容器造成影響。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。