本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，在大規(guī)模集成電路cmos(互補(bǔ)金屬氧化物)器件的幾何尺寸一直在不斷縮小，半導(dǎo)體器件的特征尺寸已經(jīng)縮小到納米級(jí)別，傳統(tǒng)的sio2已經(jīng)不適合用作柵極氧化層，人們提出了各種改進(jìn)技術(shù)，其中一種為使用sion作為界面層。對(duì)于45nm節(jié)點(diǎn)的高性能邏輯電路，需要等效氧化層厚度(eot)小于0.7nm，柵漏電流小于的具有良好性能的柵介電薄膜。

對(duì)于32nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)，在高k金屬柵極下用作界面層的sion薄膜厚度小于1nm，并且需要n集中分布于表面上，否則會(huì)對(duì)超薄sion薄膜中的負(fù)偏壓溫度不穩(wěn)定性造成影響。并且對(duì)于雙柵氧均需要做氮摻雜的過(guò)程以提高i/o區(qū)域柵氧可靠性，虛擬柵極圖案化后由于關(guān)鍵尺寸的偏移或其他原因有時(shí)需要進(jìn)行返工，在這個(gè)過(guò)程中，由于在光阻移除期間少量氧化物的損失使得sion薄膜中的n移到表面，從而表面上高的n摻雜劑量將會(huì)導(dǎo)致光阻的二次中毒(poison)、引起光阻殘留和晶圓標(biāo)記缺陷。

因此，有必要提出一種新的制作方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了克服目前存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，該方法包括：

提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底中形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述隔 離結(jié)構(gòu)將所述半導(dǎo)體襯底分為i/o區(qū)域和內(nèi)核區(qū)域；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極氧化層，所述柵極氧化層中包括摻雜劑；

對(duì)所述柵極氧化層進(jìn)行氧化處理，以使富集在所述柵極氧化層表面中的摻雜劑向所述柵極氧化層的體內(nèi)轉(zhuǎn)移；

去除所述內(nèi)核區(qū)域的柵極氧化層，并在所述內(nèi)核區(qū)域的半導(dǎo)體襯底上形成界面層。

進(jìn)一步，所述柵極氧化層的材料包括sion，其中所述摻雜劑為n。

進(jìn)一步，在形成所述柵極氧化層之后，所述氧化處理步驟之前，還包括以下步驟：

形成光阻層覆蓋所述柵極氧化層和所述隔離結(jié)構(gòu)；

去除所述光阻層。

進(jìn)一步，所述氧化處理的方法包括：通入稀釋的含氧氣體進(jìn)行熱退火。

進(jìn)一步，所述熱退火的溫度范圍為800℃至1100℃，所述熱退火的時(shí)間范圍為1s至180s。

進(jìn)一步，稀釋的含氧氣體包括氧氣和稀釋氣體，其中，所述稀釋氣體包括n2、n2o或ar中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述氧化處理的方法選自臭氧處理、去耦合等離子氧化或原位水蒸氣氧化中的一種。

進(jìn)一步，所述去耦合等離子氧化的功率范圍為300w～3000w，時(shí)間范圍為10s～180s。

進(jìn)一步，所述臭氧處理的氣體流量范圍為50sccm～500sccm。

進(jìn)一步，所述柵極氧化層的厚度大于所述界面層的厚度。

綜上所述，通過(guò)本發(fā)明的制作方法，通過(guò)對(duì)柵極氧化層進(jìn)行氧化處理，從而使的富集于柵極氧化層表面的n向體內(nèi)轉(zhuǎn)移，提高了柵氧可靠性，并減少了返工過(guò)程中電阻中毒(poison)和殘留問(wèn)題。另外，保留位于集成電路的i/o區(qū)域的氮氧化硅柵極氧化層，而在內(nèi)核區(qū)域形成氧化硅界面層，從而一方面降低氮對(duì)i/o的負(fù)面影響的同時(shí)獲得良好的等效氧化層厚度，另一方面，在受氮影響較大的內(nèi)核區(qū)域， 使用氧化硅作為界面層，從而完全克服界面氮的影響，以提高半導(dǎo)體器件/集成電路的性能。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1a～圖1f示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的制作方法依次實(shí)施各步驟所獲得器件的剖面示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的制作方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在…上”、“與…相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在…上”、“與…直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下， 下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀薄Ｒ虼?，示例性術(shù)語(yǔ)“在…下面”和“在…下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

實(shí)施例一

下面將參照?qǐng)D1a～圖1f以及圖2對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制作方法做詳細(xì)描述。

首先，執(zhí)行步驟s101，提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底中形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)將所述半導(dǎo)體襯底分為i/o區(qū)域和內(nèi)核區(qū)域。

如圖1a所示，提供半導(dǎo)體襯底100，在所述半導(dǎo)體襯底100中形成隔離結(jié)構(gòu)101，所述隔離結(jié)構(gòu)101將所述半導(dǎo)體襯底分為i/o區(qū) 域和內(nèi)核(core)區(qū)域。

其中，半導(dǎo)體襯底100為體硅襯底，其可以是以下所提到的材料中的至少一種：si、ge、sige、sic、sigec、inas、gaas、inp或者其它iii/v化合物半導(dǎo)體，還包括這些半導(dǎo)體構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)等，或者為絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。半導(dǎo)體襯底上可以形成有器件，例如nmos和/或pmos等。同樣，半導(dǎo)體襯底中還可以形成有導(dǎo)電構(gòu)件，導(dǎo)電構(gòu)件可以是晶體管的柵極、源極或漏極，也可以是與晶體管電連接的金屬互連結(jié)構(gòu)，等等。此外，在半導(dǎo)體襯底中還可以形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(locos)隔離結(jié)構(gòu)作為示例，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底100的構(gòu)成材料選用單晶硅。

隔離結(jié)構(gòu)101可以為淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(locos)隔離結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)本領(lǐng)域常用的隔離結(jié)構(gòu)形成方法形成。作為示例，在本實(shí)施，隔離結(jié)構(gòu)101為淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其通過(guò)在半導(dǎo)體襯底100上構(gòu)圖和刻蝕形成，比如先通過(guò)構(gòu)圖和刻蝕形成用于形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的溝槽，然后通過(guò)向所述溝槽內(nèi)填充隔離材料形成所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101?？涛g工藝可以為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕，干法刻蝕工藝包括但不限于：反應(yīng)離子刻蝕(rie)、離子束刻蝕、等離子體刻蝕或者激光切割。所述隔離材料包括但不限于：未摻雜硅玻璃(usg)、二氧化硅、氮化硅等。作為示例，在本實(shí)施例中，使用未摻雜硅玻璃(usg)作為隔離結(jié)構(gòu)101的隔離材料，其可通過(guò)諸如cvd等常用沉積工藝形成，在此不再贅述。

所述隔離結(jié)構(gòu)101將半導(dǎo)體襯底100分為i/o區(qū)域和內(nèi)核(core)區(qū)域，作為示例，在本實(shí)施例中隔離結(jié)構(gòu)101左側(cè)區(qū)域?yàn)橛糜谛纬蒳/o電路部分的區(qū)域，右側(cè)為用于內(nèi)核(core)電路的區(qū)域。示例性地，隔離結(jié)構(gòu)101的頂面高于半導(dǎo)體襯底100的頂面。可以理解的是，如前所述其僅用作示意性說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

接著，執(zhí)行步驟202，在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極氧化層，所述柵極氧化層中包括摻雜劑。

繼續(xù)參考圖1a所示，在所述半導(dǎo)體襯底100上形成柵極氧化層102，所述柵極氧化層102中包括摻雜劑。

作為示例，本實(shí)施例中，所述柵極氧化層102的材料包括sion，其中所述摻雜劑為n。可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何沉積方法例如化學(xué)氣相沉積法(cvd)等形成該柵極氧化層102，也可以通過(guò)諸如干氧氧化、濕氧氧化、高壓氧化等熱氧化工藝或通過(guò)快速加熱cvd、lpcvd、hdpcvd等cvd工藝形成氧化硅柵極氧化層，再對(duì)氧化硅柵極氧化層進(jìn)行n摻雜注入，進(jìn)而形成sion柵極氧化層，所述柵極氧化層102的厚度示例性可以為

在一個(gè)示例中，虛擬柵極圖案化后由于關(guān)鍵尺寸的偏移或其他原因有時(shí)需要進(jìn)行返工，該返工過(guò)程往往包括以下步驟：如圖1b所示，通過(guò)旋涂、曝光和顯影等光刻工藝形成光阻層103覆蓋所述柵極氧化層102和所述隔離結(jié)構(gòu)101，并進(jìn)行關(guān)鍵尺寸的測(cè)量，以修復(fù)關(guān)鍵尺寸發(fā)生的偏移；如圖1c所示去除所述光阻層103，例如可采用濕法清洗等方法去除該光阻層103，在這個(gè)過(guò)程中，由于在光阻去除期間少量氧化物的損失使得sion柵極氧化層中的n轉(zhuǎn)移到表面，表面上高的n摻雜劑量將會(huì)導(dǎo)致光阻的二次中毒(poison)、引起光阻殘留和晶圓標(biāo)記缺陷。

為了解決上述問(wèn)題，接著，執(zhí)行步驟203，對(duì)所述柵極氧化層進(jìn)行氧化處理，以使富集在所述柵極氧化層表面中的摻雜劑向所述柵極氧化層的體內(nèi)轉(zhuǎn)移。

具體地，如圖1d所示，對(duì)柵極氧化層102進(jìn)行氧化處理，以使富集在所述柵極氧化層102表面中的摻雜劑向所述柵極氧化層102的體內(nèi)轉(zhuǎn)移。

以柵極氧化層102為sion，其摻雜的摻雜劑為n的情況為例。

該氧化處理可以為快速熱氧化(rapidthermaloxidation，rto)過(guò)程，可采用任何適合的氧化方法實(shí)現(xiàn)該rto過(guò)程。

在一個(gè)示例中，該氧化處理可以采用通入稀釋的含氧氣體進(jìn)行熱退火的方法，以使柵極氧化層102的表面氧化，進(jìn)而以使富集在所述柵極氧化層102表面中的n向所述柵極氧化層102的體內(nèi)轉(zhuǎn)移。

可選地，稀釋的含氧氣體包括氧氣和稀釋氣體，其中，所述稀釋氣體包括n2、n2o或ar中的一種或幾種。本實(shí)施例中，較佳地使用o2和n2的混合氣體作為稀釋的含氧氣體。

進(jìn)一步，該熱退火的溫度范圍為800℃至1100℃，所述熱退火的時(shí)間范圍為1s至180s。

對(duì)柵極氧化層102的氧化處理的方法還可以選用臭氧處理(ozone)、去耦合等離子氧化(dpo)或原位水蒸氣氧化(issg)中的一種。

示例性地，去耦合等離子氧化(decoupledplasmaoxidation，簡(jiǎn)稱dpo)方法的具體過(guò)程是，通過(guò)高能等離子體將氧氣進(jìn)行去耦合化，形成高能、潔性強(qiáng)的氧自由基與放置在反應(yīng)腔中的柵極氧化層進(jìn)行反應(yīng)，形成氧化物。射頻源(或射頻發(fā)生器)在反應(yīng)腔中施加射頻，使進(jìn)入反應(yīng)腔氣體分子分解，產(chǎn)生高能等離子體。可選地，所述去耦合等離子氧化的功率范圍為300w～3000w，時(shí)間范圍為10s～180s。上述參數(shù)范圍僅作為示例，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

在另一個(gè)示例中，臭氧處理方法的具體過(guò)程是，向反應(yīng)腔中通入臭氧，所述臭氧處理的氣體流量范圍為50sccm～500sccm，使用臭氧對(duì)柵極氧化層102的表面進(jìn)行處理，可在高溫下進(jìn)行。

在一個(gè)示例中，還可采用原位水蒸氣氧化(issg)的方法，其具體過(guò)程是，使用攜帶水蒸氣的氧氣代替干氧作為氧化氣體，水蒸汽也常由蒸汽供給，稱為熱蒸汽。在氧化生長(zhǎng)中，濕氧反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一層二氧化硅膜。潮濕環(huán)境有更快的生長(zhǎng)速率是由于水蒸汽比氧氣在二氧化硅中擴(kuò)散更快、溶解度更高。

故通過(guò)增加的氧化處理過(guò)程，使得富集在所述柵極氧化層102表面中的n向所述柵極氧化層102的體內(nèi)轉(zhuǎn)移。

接著，執(zhí)行步驟204，去除所述內(nèi)核區(qū)域的柵極氧化層，并在所述內(nèi)核區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100上形成界面層105。

如圖1e所述，首先通過(guò)曝光、顯影等光刻工藝在i/o區(qū)域內(nèi)半導(dǎo)體襯底100上以及部分隔離結(jié)構(gòu)101上形成圖案化的光阻層104，該圖案化的光阻層104暴露內(nèi)核區(qū)以及部分隔離結(jié)構(gòu)101，然后以該 圖案化的光阻層104為掩膜通過(guò)刻蝕工藝去除內(nèi)核區(qū)域的柵極氧化層102。所述刻蝕工藝可以為濕法刻蝕工藝或干法刻蝕工藝。所述干法刻蝕工藝包括但不限于：反應(yīng)離子蝕刻(rie)、離子束蝕刻、等離子體蝕刻或者激光切割。本實(shí)施例中，較佳地使用濕法刻蝕工藝，該濕法刻蝕工藝具有對(duì)于柵極氧化層102的高的刻蝕選擇比，以及對(duì)于隔離結(jié)構(gòu)101低的刻蝕選擇比。

如圖1f所示，在所述內(nèi)核區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100上形成界面層105。

界面(il)層105的構(gòu)成材料包括硅氧化物(siox)，形成界面層的作用是改善高k介電層與半導(dǎo)體襯底100之間的界面特性。界面層層105的可以為熱氧化層、氮的氧化物層、化學(xué)氧化層或者其他適合的薄膜層。可以采用諸如干氧氧化、濕氧氧化、高壓氧化等熱氧化工藝或cvd、ald或者pvd等適合的工藝形成界面層105。示例性地，所述柵極氧化層102的厚度大于所述界面層105的厚度，界面層105的厚度示例性可以為

至此，完成了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法實(shí)施的工藝步驟，可以理解的是，本實(shí)施例半導(dǎo)體器件制作方法不僅包括上述步驟，在上述步驟之前、之中或之后還可包括其他需要的步驟，比如形成虛擬柵極、金屬柵極或形成源漏極的步驟，其都包括在本實(shí)施制作方法的范圍內(nèi)。

綜上所述，通過(guò)本發(fā)明的制作方法，通過(guò)對(duì)柵極氧化層進(jìn)行氧化處理，從而使的富集于柵極氧化層表面的n向體內(nèi)轉(zhuǎn)移，提高了柵氧可靠性，并減少了返工過(guò)程中電阻中毒(poison)和殘留問(wèn)題。另外，保留位于集成電路的i/o區(qū)域的氮氧化硅柵極氧化層，而在內(nèi)核區(qū)域形成氧化硅界面層，從而一方面降低氮對(duì)i/o的負(fù)面影響的同時(shí)獲得良好的等效氧化層厚度，另一方面，在受氮影響較大的內(nèi)核區(qū)域，使用氧化硅作為界面層，從而完全克服界面氮的影響，以提高半導(dǎo)體器件/集成電路的性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述 實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。