專利名稱：一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路制造方法，尤其涉及一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制備工藝中，為了充分保護(hù)柵極，在柵極的外側(cè)由里至外依次設(shè)有采用氧化物和氮化物間隔排列的錯(cuò)層側(cè)壁，而最外層的側(cè)壁往往采用氮化硅制成，從而在晶體管中起到電隔離柵極和雜質(zhì)區(qū)(如源/漏區(qū)或輕摻雜區(qū))的作用。如圖1所示的半導(dǎo)體晶體管的柵極13，在所述柵極的外側(cè)設(shè)有多層側(cè)壁，其中最外層側(cè)壁1’ 一般采用氮化硅制成， 而在所述側(cè)壁1’靠近柵極13內(nèi)側(cè)設(shè)有采用氧化物制成的側(cè)壁2’。最外層的側(cè)壁1’可有效保護(hù)柵極，避免柵極上方的摻雜區(qū)，如NiSi等金屬硅化物對(duì)于柵極的滲透，從而影響晶體管性能。在最外層側(cè)壁1’以及采用氧化物制成的側(cè)壁2’制備時(shí)，現(xiàn)在襯底以及柵極的上方自下而上依次覆蓋一層氧化物和一層氮化物，并采用刻蝕工藝從而在柵極外側(cè)形成側(cè)壁 2’和側(cè)壁1’。然而我們發(fā)現(xiàn)采用上述工藝得到的側(cè)壁2’和側(cè)壁1’由于側(cè)壁1’覆蓋于所述柵極的金屬氧化物介電材料層2’上方，其并未完全覆蓋住所述金屬氧化物介電材料層 2’，在側(cè)墻1’成型工藝過程中因?yàn)榍逑垂に?一般采用酸槽清洗)很容易造成所述側(cè)壁1’ 下方的氧化物損側(cè)壁1’缺失，從而在側(cè)墻1’下靠近源漏極的界面處形成一定深度的空洞 10 ；而當(dāng)向柵極上方沉積NiSi層時(shí)，含有鎳和硅的基體發(fā)生反應(yīng)形成硅化物時(shí)，空洞10下方也會(huì)形成NiSi層12’。而且因?yàn)殒囋诜磻?yīng)中有一定移動(dòng)性，在比較極端的情況下，鎳原子很容易鉆入到淺溝道區(qū)11，從而造成源漏區(qū)的導(dǎo)通和器件的失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件及其制備方法，其克服了上述現(xiàn)有半導(dǎo)體制備工藝中，側(cè)壁成型時(shí)，在酸槽清洗過程中，容易造成氧化物損失，從而在側(cè)墻下靠近源漏極的界面處形成一定深度的空洞缺陷，從而避免在柵極上方沉積金屬硅化物層后，金屬離子易有空洞進(jìn)入淺溝道區(qū)從而造成源漏區(qū)的導(dǎo)通和器件的失效的問題。本發(fā)明一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件方法通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其目的
一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件，其中，包括柵極和金屬硅化物層；其中，所述柵極外側(cè)由里至外依次覆蓋有多層側(cè)壁，而所述金屬硅化物層覆蓋于所述多層側(cè)壁和所述柵極的上方；所述多層側(cè)壁中最外層側(cè)壁為氮硅化合物制成的擴(kuò)散阻擋層，所述擴(kuò)散阻擋層下端與柵極的源極或是漏極相連接，用于防止側(cè)壁成型工藝過程中側(cè)壁損失所導(dǎo)致的在側(cè)壁的下方靠近源極或漏極側(cè)所形成的空洞，進(jìn)而防止空洞使得金屬硅化物層中的金屬離子有空洞擴(kuò)散滲透至柵極的淺溝道中所導(dǎo)致的源極與漏極導(dǎo)通。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述多層側(cè)壁包括多層采用氧化物制成的氧化物側(cè)壁和多層采用氮硅化合物制成的氮硅化合物側(cè)壁；所述氮硅化合物側(cè)壁和氧化物側(cè)壁間隔排列，且靠近所述柵極的最內(nèi)層側(cè)壁為柵氧化層(所述柵氧化層為一種氧化物側(cè)壁)。上述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵極包括四層側(cè)壁，由里至外依次為柵氧化層；第一氮化硅層；第二氧化物層和擴(kuò)散阻擋層。上述的方法，其中，所述金屬硅化物層采用含鎳的基體和硅的基體反應(yīng)形成的鎳硅化合物制成。一種制備權(quán)利要求1所述的防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件的制備方法，其中，所述半導(dǎo)體器件的制備包括以下步驟
步驟一、在半導(dǎo)體襯底上建立柵極，并在所述柵極外側(cè)形成多層側(cè)壁，并完成源極與漏極離子注入；
步驟二、刻蝕移除柵極最外層的側(cè)壁，并在覆蓋有其余多層側(cè)壁的柵極上方由下至上依次覆蓋一層氮硅化合物保護(hù)層和另一層金屬氧化物層；
步驟三、采用刻蝕工藝完全去除覆蓋所述氮硅化合物保護(hù)層上方的金屬氧化物層，以及去除部分的氮硅化合物保護(hù)層，且剩余的氮硅化合物保護(hù)層在柵極的外側(cè)形成一層擴(kuò)散阻擋層，且所述擴(kuò)散阻擋層與所述柵極的源極或漏極相連接其包裹住所述的多層側(cè)壁； 步驟四、在所述柵極上方覆蓋一層金屬硅化物層，并完成半導(dǎo)體器件制備。上述的方法，其中，在所述步驟1中，所述多層側(cè)壁包括采用氧化物制成的氧化物側(cè)壁和采用氮硅化合物制成的氮硅化合物側(cè)壁；所述氮硅化合物側(cè)壁和氧化物側(cè)壁間隔排列，且靠近所述柵極的最內(nèi)層側(cè)壁為柵氧化層。上述的方法，其中，在所述步驟1中，由里至外由里至外依次覆蓋一層?xùn)叛趸瘜印?br> 第一氮化硅層、第二氧化物層和第二氮化硅層。上述的方法，其中，所述金屬硅化物層采用含鎳的基體和硅的基體反應(yīng)形成的鎳硅化合物制成。采用本發(fā)明的益處在于
本發(fā)明一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件通過在柵極的外圍覆蓋一層擴(kuò)散阻擋層，從而有效加強(qiáng)對(duì)于柵極中金屬氧化物介電材料層的保護(hù)，從而防止金屬氧化物介電材料層在柵極靠近源漏極上形成酸槽清洗空洞，從而柵極上方的金屬硅化物層中的離子由空洞滲透進(jìn)入柵極的淺溝道中，造成柵極的源漏區(qū)的導(dǎo)通和器件的失效等問題。


圖1本發(fā)明的現(xiàn)有柵極側(cè)墻下形成空洞后的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例1防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件制備過程示意圖， 其中，圖3 (a)為現(xiàn)有技術(shù)中覆蓋有多層側(cè)墻的柵極模型； 圖3 (b)為移除側(cè)墻阻擋層后的柵極模型； 圖3 (c)為覆蓋有氮硅化合物保護(hù)層和金屬氧化物層的柵極模型； 圖3 (d)為刻蝕氮硅化合物保護(hù)層和金屬氧化物層后，覆蓋有成型后擴(kuò)散阻擋層的柵極模型；
圖3 (e)為完全清除金屬氧化物層后覆蓋有成型擴(kuò)散阻擋層的柵極模型；圖3 (f)為覆蓋有金屬硅化物的柵極模型。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖2所示，一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件中，包括兩個(gè)柵極13，在所述兩個(gè)柵極13，以及覆蓋于所述柵極13上方的金屬硅化合物層7 ；所述柵極13由里至外依次包裹有由氧化物制成的氧化物層和氮硅化合物間隔排列的4層側(cè)壁，所述4層側(cè)壁包括位于最內(nèi)側(cè)，靠近所述柵極13的柵氧化層4、第一氮化硅層3，第二氧化層2，以及位于最外層的擴(kuò)散阻擋層5。且所述擴(kuò)散阻擋層5與柵極的源極或是漏極相連接，且包裹住由氧化物制成的第二氧化層2。這樣的結(jié)構(gòu)可在擴(kuò)散阻擋層成型工藝，采用酸槽清洗過程中，有效防止在第二氧化層2的氧化物損失，以致在最外層側(cè)壁擴(kuò)散阻擋層5下，所述第二氧化層2靠近源極或漏極側(cè)形成如圖1中所示的空洞10。這樣，當(dāng)柵極13上方的金屬硅化物形成后，即使在柵極13下方形成一層金屬硅化物層11，所述的擴(kuò)散阻擋層5也可由有效控制金屬原子的移動(dòng)滲透范圍，嚴(yán)格限制金屬硅化物層11在柵極源漏極上的形成范圍，有效防止金屬離子進(jìn)入淺溝道，從而使得柵極的源漏極導(dǎo)通，使得器件失效。其中，經(jīng)試驗(yàn)證明，氮硅化合物(SiN)可有效防止金屬原子滲透因而采用SiN制成的所述擴(kuò)散阻擋層5可有效限制金屬硅化物層11在柵極源漏極上的形成范圍，不至于金屬離子進(jìn)入淺溝道，從而使得柵極的源漏極導(dǎo)通。而，所述金屬硅化物層優(yōu)先采用含硅的基體以及含有鎳基體發(fā)生反應(yīng)形成的NiSi層。實(shí)施例2:
一種實(shí)施例1中所描述的防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件的制備方法，所述半導(dǎo)體器件的制備具體包括以下步驟
步驟一、如圖3 (a)所示，圖中，顯示為與本發(fā)明相關(guān)的器件柵極的局部圖形。圖中，在半導(dǎo)體襯底上建立兩個(gè)柵極13，并在所述各個(gè)柵極13的外側(cè)由里至外依次覆蓋一層?xùn)叛趸瘜?、第一氮化硅層3，第二氧化層2，以及位于最外層的第二氮化硅層1，這4層側(cè)壁。并且在所述柵極13的兩側(cè)分別注入離子，完成源極與漏極離子注入。由于最外層第二氮化硅層1以及采用第二氧化層2制備時(shí)，現(xiàn)在襯底以及柵極的上方自下而上依次覆蓋一層氧化物和一層氮化物，并采用刻蝕工藝從而在柵極外側(cè)形成第二氧化層2和第二氮化硅層1。從而圖中顯示，第二氮化硅層1覆蓋于第二氧化層2上方，其并未完全覆蓋住第二氧化層2。 且所述且不與柵極13的源極和漏極相接觸；
步驟二、如圖3 (b)所示，刻蝕移除所述第二氮化硅層1，并在所述第二氧化層2上方覆蓋一層氮硅化合物保護(hù)層5’和一層金屬氧化物層6’ ；所述金屬氧化物層6’位于所述氮硅化合物保護(hù)層5’上方，如圖3 (c)所示；
步驟三、如圖3 (d)所示，刻蝕所述金屬氧化物層6’和氮硅化合物保護(hù)層5’，且剩余的氮硅化合物保護(hù)層5’在所述柵極外側(cè)形成一層擴(kuò)散阻擋層5 ；所述擴(kuò)散阻擋層5與所述柵極的源極或漏極相連接，且包裹住所述第二氧化層2 ；而所述金屬氧化物層6’為犧牲層， 即用于保護(hù)刻蝕過程中的氮硅化合物保護(hù)層5’，防止氮硅化合物保護(hù)層5’過刻現(xiàn)象發(fā)生， 從而影響最后形成的擴(kuò)散阻擋層5，因而此時(shí)在所述擴(kuò)散阻擋層5上方還存有部分殘留的金屬氧化物6。清除殘留的金屬氧化物6后，形成了如圖3 (e)所示的，覆蓋有擴(kuò)散阻擋層 5的柵極樣本。步驟四、如圖3 (f)在所述柵極制備區(qū)域上方覆蓋一層金屬硅化物層7，此時(shí)由于金屬離子的滲透，在柵極13下方同樣形成一層金屬硅化物層11，然而由于所述擴(kuò)散阻擋層 5作用，有效控制了金屬原子的移動(dòng)滲透范圍，嚴(yán)格限制金屬硅化物層11在柵極源漏極上的形成范圍，從而防止金屬離子進(jìn)入淺溝道，從而使得柵極的源漏極導(dǎo)通，使得器件失效。 其中，所述擴(kuò)散阻擋層1優(yōu)選采用氮硅化合物(SiN)制成，其可有效防止金屬離子滲透。如圖3 (a) ^3 (f)所示，所述第一氮化硅層3采用氮硅化合物(SiN)制成。而，所述金屬硅化物層7采用含鎳的基體和硅的基體反應(yīng)形成的鎳硅化合物 (NiSi)制成。值得注意的是，本發(fā)明對(duì)本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)描述，而例如柵極其他部分的一些制備工藝的現(xiàn)有技術(shù)不再做過多描述。而且上述的附圖為與本發(fā)明內(nèi)容相關(guān)的半導(dǎo)體器件的局部結(jié)構(gòu)示意圖。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括柵極和金屬硅化物層； 其中，所述柵極外側(cè)由里至外依次覆蓋有多層側(cè)壁，而所述金屬硅化物層覆蓋于所述多層側(cè)壁和所述柵極的上方；所述多層側(cè)壁中最外層側(cè)壁為氮硅化合物制成的擴(kuò)散阻擋層，所述擴(kuò)散阻擋層下端與柵極的源極或是漏極相連接，用于防止側(cè)壁成型工藝過程中側(cè)壁損失所導(dǎo)致的在側(cè)壁的下方靠近源極或漏極側(cè)所形成的空洞，進(jìn)而防止空洞使得金屬硅化物層中的金屬離子有空洞擴(kuò)散滲透至柵極的淺溝道中所導(dǎo)致的源極與漏極導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述多層側(cè)壁包括多層氧化物側(cè)壁和多層氮硅化合物側(cè)壁；所述氮硅化合物側(cè)壁和氧化物側(cè)壁間隔排列，且靠近所述柵極的最內(nèi)層側(cè)壁為柵氧化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述柵極包括四層側(cè)壁，由里至外依次為柵氧化層；第一氮化硅層；第二氧化物層和擴(kuò)散阻擋層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬硅化物層采用含鎳的基體和硅的基體反應(yīng)形成的鎳硅化合物制成。
5.一種制備權(quán)利要求1所述的防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件的制備包括以下步驟步驟一、在半導(dǎo)體襯底上建立柵極，并在所述柵極外側(cè)形成多層側(cè)壁，并完成源極與漏極離子注入；步驟二、刻蝕移除柵極最外層的側(cè)壁，并在覆蓋有其余多層側(cè)壁的柵極上方由下至上依次覆蓋一層氮硅化合物保護(hù)層和另一層金屬氧化物層；步驟三、采用刻蝕工藝完全去除覆蓋所述氮硅化合物保護(hù)層上方的金屬氧化物層，以及去除部分的氮硅化合物保護(hù)層，且剩余的氮硅化合物保護(hù)層在柵極的外側(cè)形成一層擴(kuò)散阻擋層，且所述擴(kuò)散阻擋層與所述柵極的源極或漏極相連接其包裹住所述的多層側(cè)壁；步驟四、在所述柵極上方覆蓋一層金屬硅化物層，并完成半導(dǎo)體器件制備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述多層側(cè)壁包括采用氧化物制成的氧化物側(cè)壁和采用氮硅化合物制成的氮硅化合物側(cè)壁；所述氮硅化合物側(cè)壁和氧化物側(cè)壁間隔排列，且靠近所述柵極的最內(nèi)層側(cè)壁為柵氧化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步驟1中，由里至外由里至外依次覆蓋一層?xùn)叛趸瘜印⒌谝坏鑼?、第二氧化物層和第二氮化硅層?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述金屬硅化物層采用含鎳的基體和硅的基體反應(yīng)形成的鎳硅化合物制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防止酸槽清洗空洞形成的半導(dǎo)體器件及其制備方法，本發(fā)明通過在柵極的外圍覆蓋一層擴(kuò)散阻擋層，從而有效加強(qiáng)對(duì)于柵極外側(cè)的各層側(cè)壁的保護(hù)，從而防止各側(cè)壁在槽清洗的成型工藝中，靠近柵極源漏極端形成酸槽清洗空洞，從而柵極上方的金屬硅化物層中的離子由空洞滲透進(jìn)入柵極的淺溝道中，造成柵極的源漏區(qū)的導(dǎo)通和器件的失效等問題。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102446970SQ201110250270
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者張文廣, 徐強(qiáng), 鄭春生, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司