專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道pmos器件及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道 PMOS器件制作工藝方法。本發(fā)明還涉及一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件。
背景技術(shù)：
自對(duì)準(zhǔn)接觸孔是目前半導(dǎo)體集成電路制作工藝中經(jīng)常采用的一種工藝措施。這是 因?yàn)樽詫?duì)準(zhǔn)接觸孔的面積小，可有效減小兩個(gè)晶體管柵之間的距離，增大器件密度。但是在 采用自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的制作工藝過(guò)程中，要求在多晶硅柵上覆蓋一定厚度的氮化硅薄膜，用 來(lái)增加晶體管側(cè)墻高度，隔離接自對(duì)準(zhǔn)觸孔和多晶硅柵。所述氮化硅薄膜使NMOS晶體管和 PMOS晶體管的源漏離子注入都無(wú)法進(jìn)入多晶硅柵。所述多晶硅柵的摻雜只能通過(guò)在其淀積 后采用普通N型注入來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此PMOS器件的多晶硅柵是N型，PMOS器件必須是埋溝器 件，否則其閾值電壓太大。埋溝器件雖然具有載流子遷移率較高的優(yōu)點(diǎn)，但是其最大的缺點(diǎn) 是必須有較高的閾值電壓才能夠擁有較低的漏電流。在現(xiàn)在的半導(dǎo)體集成電路制作工藝中 低閾值電壓和低漏電流都是必須要達(dá)到的技術(shù)要求，特別是在一些低電壓的應(yīng)用中更是如 此?？梢灶A(yù)測(cè)埋溝器件必須要被表面溝道器件所替代。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件制 作工藝方法，能夠在不影響現(xiàn)有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔制作工藝的基礎(chǔ)上制作表面溝道PMOS器件； 為此，本發(fā)明還要提供一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件制作工 藝方法是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 在P型襯底上依次形成N阱和柵氧化層；在所述柵氧化層上淀積多晶硅柵層，形成 至少兩個(gè)柵極；其中 在所述多晶硅柵上依次淀積氧化硅柵覆蓋層和氮化硅柵覆蓋層，且使氮化硅柵覆 蓋層的厚度大于氧化硅柵覆蓋層的厚度； 刻蝕所述多晶硅柵層和兩層?xùn)鸥采w層，形成所需要的形貌； 在所述柵氧化層的上表面淀積一層氧化硅，覆蓋柵氧化層、多晶硅柵層和兩層?xùn)?覆蓋層，對(duì)所述氧化硅層進(jìn)行光刻及刻蝕，形成氧化硅側(cè)墻； 采用濕法腐蝕去除氮化硅柵覆蓋層，暴露出所述的氧化硅柵覆蓋層，形成側(cè)墻高 于柵極的結(jié)構(gòu)； 進(jìn)行PMOS晶體管的源漏硼離子注入與退火，分別形成源區(qū)和漏區(qū)；所述PMOS晶體 管的源漏硼離子注入穿過(guò)氧化硅柵覆蓋層，進(jìn)入多晶硅柵層，實(shí)現(xiàn)表面溝道的PMOS器件；
淀積層間介質(zhì)膜；
進(jìn)行PMOS晶體管柵極接觸孔的刻蝕； 在兩個(gè)柵極之間的層間介質(zhì)膜上涂敷光刻膠，曝光顯影形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔圖案，
3通過(guò)刻蝕形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。
—種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PM0S器件，包括
— P型襯底，依次位于該P(yáng)型襯底上的N阱和柵氧化層；
在所述柵氧化層上形成的至少兩個(gè)柵極；其中 還包括，位于柵極兩側(cè)的氧化硅側(cè)墻；所述氧化硅側(cè)墻高于柵極；通過(guò)PM0S晶體 管的源漏硼離子注入與退火分別形成的源區(qū)和漏區(qū)，所述PMOS晶體管的源漏硼離子注入 穿過(guò)氧化硅柵覆蓋層，進(jìn)入多晶硅柵層，形成表面溝道PMOS器件；通過(guò)刻蝕形成的PMOS晶 體管柵極接觸孔以及位于兩個(gè)柵極之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。 采用本發(fā)明的方法制作表面溝道PMOS器件，作為自對(duì)準(zhǔn)接觸孔工藝所需的柵覆 蓋層是由氧化硅加氮化硅兩層?xùn)鸥采w層組成的；在完成PMOS晶體管的側(cè)墻刻蝕后，去除 氮化硅柵覆蓋層，使PMOS晶體管的源漏離子注入可以穿透較薄的氧化硅柵覆蓋層，完成對(duì) PMOS晶體管柵的P型摻雜，形成表面溝道的PMOS器件。在上述方法中由于PMOS晶體管側(cè) 墻高度并未改變，不會(huì)影響自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的形成。即使自對(duì)準(zhǔn)接觸孔偏移到PMOS晶體管柵 極上，由于多晶硅柵上還保留氧化硅柵覆蓋層，也能夠保證自對(duì)準(zhǔn)接觸孔與多晶硅柵之間 的隔離，并且維持兩者之間較高的擊穿電壓。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明 圖1是采用本發(fā)明的方法PMOS晶體管對(duì)在側(cè)墻刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是采用本發(fā)明的方法PMOS晶體管對(duì)在側(cè)墻刻蝕后去除氮化硅柵覆蓋層的結(jié)
構(gòu)示意圖； 圖3是采用本發(fā)明的方法后PMOS晶體管對(duì)柵之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔示意圖；
圖4是PMOS晶體管對(duì)柵之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔偏移后的示意圖；
圖5是現(xiàn)有的埋溝PMOS晶體管對(duì)柵之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔示意圖；
圖6是現(xiàn)有的埋溝PMOS晶體管對(duì)柵之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔偏移后的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的方法提出一種新的工藝流程，在含有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔工藝平臺(tái)中，制作表 面溝道的PMOS器件。 在本發(fā)明的方法中核心是采用由氧化硅柵覆蓋層和氮化硅柵覆蓋層組成的復(fù)合 薄膜代替常規(guī)的單一氮化硅柵覆蓋層，作為自對(duì)準(zhǔn)接觸孔工藝所需要的多晶硅柵上的柵覆 蓋層。氮化硅柵覆蓋層和氧化硅柵覆蓋層的總的厚度與采用常規(guī)的單一氮化硅柵覆蓋層的 厚度相同。但是氮化硅柵覆蓋層的厚度要遠(yuǎn)大于氧化硅柵覆蓋層的厚度。采用氧化硅晶體 管側(cè)墻替換常規(guī)的氮化硅側(cè)墻，以方便多晶硅柵上覆蓋的氮化硅柵覆蓋層的去除。在PMOS 晶體管的側(cè)墻刻蝕后，采用濕法腐蝕掉氮化硅柵覆蓋層，只留下較薄的氧化硅柵覆蓋層。這 樣，NMOS晶體管和PMOS晶體管的源漏離子注入都能穿過(guò)氧化硅柵覆蓋層進(jìn)入多晶硅柵，分 別形成N型和P型多晶硅柵，使得表面溝道器件得以實(shí)現(xiàn)。由于多晶硅柵上還保留氧化硅薄 膜，而且晶體管側(cè)墻與常規(guī)器件側(cè)墻相同，所以基本不影響自對(duì)準(zhǔn)接觸孔工藝步驟的實(shí)施。
下面具體說(shuō)明本發(fā)明的方法實(shí)施過(guò)程。
4發(fā)明的方法之前通常有一步場(chǎng)氧隔離、LOCOS隔離或淺槽隔離(STI)工 藝步驟，用于將硅片上的有源區(qū)彼此隔離。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還包括如下步驟
參見(jiàn)圖l所示，在P型襯底進(jìn)行N阱注入和PMOS閾值電壓調(diào)整離子注入形成N阱。
在所述N阱上采用物理氣相淀積或化學(xué)氣相淀積的方法形成一層?xùn)叛趸瘜印?
在所述柵氧化層上采用上面所述的任何一種方法或現(xiàn)有技術(shù)中任何一種方法淀 積多晶硅柵層(柵極)，形成至少兩個(gè)柵極。 在所述多晶硅柵上依次淀積氧化硅柵覆蓋層和氮化硅柵覆蓋層，采用由氧化硅柵 覆蓋層和氮化硅柵覆蓋層組成的復(fù)合薄膜作為自對(duì)準(zhǔn)接觸孔工藝所需要的多晶硅柵上的 柵覆蓋層。氮化硅柵覆蓋層的厚度遠(yuǎn)大于氧化硅柵覆蓋層的厚度。具體的厚度為氧化硅柵
覆蓋層的厚度范圍為300 A 400 A，氮化硅薄膜厚度范圍為iioo A 1200 A。 對(duì)所述多晶硅柵和柵覆蓋層采用干法刻蝕，形成所需要的形貌。 在所述柵氧化層的上表面淀積一層氧化硅，覆蓋柵氧化層、多晶硅柵層和柵覆蓋
層，對(duì)所述氧化硅層進(jìn)行光刻及刻蝕，形成氧化硅側(cè)墻。 再參見(jiàn)圖2所示，在PMOS晶體管的側(cè)墻刻蝕完成以后，采用濕法腐蝕去除位于氧 化硅柵覆蓋層上的氮化硅柵覆蓋層，暴露出所述的氧化硅柵覆蓋層，只留下較薄的氧化硅 柵覆蓋層，形成側(cè)墻高于柵極的結(jié)構(gòu)。濕法腐蝕所采用的液體為磷酸。
結(jié)合圖3所示，刻蝕掉位于PM0S晶體管源漏區(qū)域上方的柵氧化層。在所述N阱內(nèi) 進(jìn)行PMOS晶體管的源漏硼離子注入與退火，分別形成源區(qū)和漏區(qū)。PMOS晶體管的源漏注入 穿過(guò)氧化硅柵覆蓋層，進(jìn)入多晶硅柵層，實(shí)現(xiàn)表面溝道的PMOS器件。PMOS晶體管源漏硼離 子注入在穿透氧化硅柵覆蓋層后，進(jìn)入柵極的硼離子濃度低于PMOS源漏區(qū)域的濃度，有利 于防止硼離子的外擴(kuò)散而形成對(duì)溝道的摻雜。 淀積一層磷硅玻璃層間膜作為層間介質(zhì)膜，磷硅玻璃層間膜覆蓋所有源漏區(qū)域、 氧化硅側(cè)墻和氧化硅柵覆蓋層的表面。當(dāng)然也可采用硼硅玻璃、硼磷玻璃或其它采用作為 層間介質(zhì)膜。 進(jìn)行PMOS晶體管柵極接觸孔的刻蝕。 在兩個(gè)柵極之間的磷硅玻璃層間膜上涂敷光刻膠，曝光顯影形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔圖 案，通過(guò)刻蝕形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的刻蝕將停在氧化硅側(cè)墻或氧化硅柵覆蓋 層上，實(shí)現(xiàn)自對(duì)準(zhǔn)接觸孔與多晶硅柵之間的隔離。
繼續(xù)實(shí)施常規(guī)的后道工藝。 參見(jiàn)圖4所示，采用本發(fā)明的方法，即使自對(duì)準(zhǔn)接觸孔偏移到PMOS晶體管的柵極 上，由于多晶硅柵上還保留氮化硅柵覆蓋層，也能夠保證自對(duì)準(zhǔn)接觸孔與多晶硅柵之間的 隔離，并且維持兩者之間較高的擊穿電壓。 圖5、6是現(xiàn)有的埋溝PMOS晶體管對(duì)柵之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔及自對(duì)準(zhǔn)接觸孔偏移 后的示意圖。通過(guò)與圖3、4相對(duì)比，可以看出采用本發(fā)明完全能夠達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)效果。 以上通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限 制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng) 視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件制作方法，包括如下步驟在P型襯底上依次形成N阱和柵氧化層；在所述柵氧化層上淀積多晶硅柵層，形成至少兩個(gè)柵極；其特征在于還包括如下步驟在所述多晶硅柵上依次淀積氧化硅柵覆蓋層和氮化硅柵覆蓋層，且使氮化硅柵覆蓋層的厚度大于氧化硅柵覆蓋層的厚度；刻蝕所述多晶硅柵層和兩層?xùn)鸥采w層，形成所需要的形貌；在所述柵氧化層的上表面淀積一層氧化硅，覆蓋柵氧化層、多晶硅柵層和兩層?xùn)鸥采w層，對(duì)所述氧化硅層進(jìn)行光刻及刻蝕，形成氧化硅側(cè)墻；采用濕法腐蝕去除氮化硅柵覆蓋層，暴露出所述的氧化硅柵覆蓋層，形成側(cè)墻高于柵極的結(jié)構(gòu)；進(jìn)行PMOS晶體管的源漏硼離子注入與退火，分別形成源區(qū)和漏區(qū)；所述PMOS晶體管的源漏硼離子注入穿過(guò)氧化硅柵覆蓋層，進(jìn)入多晶硅柵層，實(shí)現(xiàn)表面溝道的PMOS器件；淀積層間介質(zhì)膜；進(jìn)行PMOS晶體管柵極接觸孔的刻蝕；在兩個(gè)柵極之間的層間介質(zhì)膜上涂敷光刻膠，曝光顯影形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔圖案，通過(guò)刻蝕形成自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述氧化硅柵覆蓋層的厚度范圍為300A 400A，所述氮化硅薄膜厚度范圍為1100A 1200A。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的刻蝕停止在氧化硅側(cè)墻或氧化硅柵覆蓋層上，實(shí)現(xiàn)接觸孔與多晶硅柵之間的隔離。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述PMOS晶體管源漏硼離子注入在穿透氧 化硅柵覆蓋層后，進(jìn)入柵極的硼離子濃度低于PMOS源漏區(qū)域的濃度。
5. —種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件，包括 一 P型襯底，依次位于該P(yáng)型襯底上的N阱和柵氧化層； 在所述柵氧化層上形成的至少兩個(gè)柵極；其特征在于，還包括位于柵極兩側(cè)的氧化硅側(cè)墻；所述氧化硅側(cè)墻高于柵極；通過(guò)PMOS晶體管的源漏硼離 子注入與退火分別形成的源區(qū)和漏區(qū)，所述PMOS晶體管的源漏硼離子注入穿過(guò)氧化硅柵 覆蓋層，進(jìn)入多晶硅柵層，形成表面溝道PMOS器件；通過(guò)刻蝕形成的PMOS晶體管柵極接觸 孔以及位于兩個(gè)柵極之間的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件制作方法，采用氧化硅柵覆蓋層和氮化硅柵覆蓋層作為自對(duì)準(zhǔn)接觸孔工藝所需要的多晶硅柵上的柵覆蓋層。氮化硅柵覆蓋層的厚度要遠(yuǎn)大于氧化硅柵覆蓋層的厚度。采用氧化硅晶體管側(cè)墻替換常規(guī)的氮化硅側(cè)墻。在PMOS晶體管的側(cè)墻刻蝕后，采用濕法腐蝕掉氮化硅柵覆蓋層，只留下較薄的氧化硅柵覆蓋層。這樣，NMOS晶體管和PMOS晶體管的源漏離子注入都能穿過(guò)氧化硅柵覆蓋層進(jìn)入多晶硅柵，分別形成N型和P型多晶硅柵，使得表面溝道器件得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種具有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的表面溝道PMOS器件。本發(fā)明能夠在不影響現(xiàn)有自對(duì)準(zhǔn)接觸孔制作工藝的基礎(chǔ)上制作表面溝道PMOS器件。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101752313SQ20081004405
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者錢(qián)文生 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司