半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件，包括襯底、襯底中的源區(qū)和漏區(qū)、源區(qū)與漏區(qū)之間的襯底上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)周?chē)钠苽?cè)墻，其特征在于：源區(qū)以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布。依照本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法，利用偏移側(cè)墻和柵極側(cè)墻的雙重側(cè)墻結(jié)構(gòu)形成精細(xì)的假柵極線條，并利用源極-漏極-源極的對(duì)稱結(jié)構(gòu)提高了器件加工的精度，整體上提高了器件可靠性，改進(jìn)了性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種后柵工藝制造的具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的新型MOSFET及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著器件尺寸持續(xù)縮減，MOSFET中柵極絕緣層日益減薄，其絕緣隔離效果趨向退化。此外，傳統(tǒng)的摻雜多晶硅柵極無(wú)法有效精確控制柵極功函數(shù)來(lái)調(diào)整閾值電壓。為此，現(xiàn)有技術(shù)中采用了高k材料作為柵極絕緣層并且采用金屬材料作為柵極、以及金屬氮化物來(lái)調(diào)節(jié)功函數(shù)。
[0003]這種高k-金屬柵(HK-MG)的柵極堆疊結(jié)構(gòu)的一種制造方法是所謂后柵工藝，也即先在襯底上沉積并刻蝕形成多晶硅等材質(zhì)的假柵極，然后沉積低k介質(zhì)的層間介質(zhì)層(ILD)覆蓋整個(gè)器件，刻蝕ILD形成柵極溝槽，在柵極溝槽中再依次沉積高k材料的柵極絕緣層以及金屬的柵極導(dǎo)電層。
[0004]然而，由于器件特征尺寸已降至45nm乃至22nm以下，受限于光刻精度，沉積/刻蝕假柵極以及刻蝕柵極溝槽的加工精度無(wú)法有效提高，除了難以形成小尺寸假柵極線條之夕卜，還存在線條失真、歪曲等問(wèn)題，使得最終形成的金屬柵極線條可能彎曲甚至斷裂，由此使得器件可靠性嚴(yán)重下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服上述難題，突破光刻精度對(duì)于柵極圖案化的限制，形成精確的、嚴(yán)格對(duì)稱的MOSFET器件結(jié)構(gòu)，提高器件的可靠性。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，是通過(guò)提供一種半導(dǎo)體器件，包括襯底、襯底中的源區(qū)和漏區(qū)、源區(qū)與漏區(qū)之間的襯底上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)周?chē)钠苽?cè)墻，其特征在于:源區(qū)以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布。
[0007]其中，源區(qū)和/或漏區(qū)的頂部與柵極堆疊結(jié)構(gòu)的頂部齊平，或者源區(qū)和/或漏區(qū)的頂部低于柵極堆疊結(jié)構(gòu)的頂部。
[0008]其中，源區(qū)與漏區(qū)上還包括金屬硅化物，以及與金屬硅化物接觸并電連接的源漏接觸塞。
[0009]其中，偏移側(cè)墻的材質(zhì)選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k材料及其組合。
[0010]其中，漏區(qū)上還包括提升漏區(qū)。
[0011]其中,偏移側(cè)墻和/或柵極堆疊結(jié)構(gòu)為分離的，或者連接為環(huán)狀。
[0012]本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括:在襯底中形成溝槽；在溝槽側(cè)面形成第一偏移側(cè)墻；在第一偏移側(cè)墻的側(cè)面依次形成假柵極以及第二偏移側(cè)墻；以第一偏移側(cè)墻、假柵極、第二偏移側(cè)墻為掩模，執(zhí)行離子注入并且隨后退火，形成源區(qū)和漏區(qū)，其中源區(qū)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布；去除假柵極，形成柵極溝槽，在柵極溝槽中填充形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)，其中柵極堆疊結(jié)構(gòu)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布。[0013]其中，襯底的表面具有源漏注入?yún)^(qū)，源漏注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類(lèi)型與襯底的導(dǎo)電類(lèi)型不同。
[0014]其中，第一偏移側(cè)墻與第二偏移側(cè)墻材質(zhì)相同，并且與假柵極材質(zhì)不同。
[0015]其中，第一偏移側(cè)墻和/或第二偏移側(cè)墻材質(zhì)選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k材料及其組合，假柵極材質(zhì)選自多晶硅、非晶硅、微晶硅、非晶碳、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅及其組合。
[0016]其中，形成漏區(qū)之后進(jìn)一步包括:在溝槽中形成絕緣介質(zhì)層；刻蝕絕緣介質(zhì)層形成漏區(qū)溝槽，直至暴露漏區(qū)；在漏區(qū)溝槽中外延形成提升漏區(qū)，或者沉積填充金屬，使得提升漏區(qū)或者金屬與假柵極頂部齊平。
[0017]其中，形成提升源漏或者填充金屬之后進(jìn)一步包括:平坦化或者刻蝕使得源區(qū)和/或漏區(qū)的頂部低于假柵極頂部。
[0018]其中，形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)之后進(jìn)一步包括:在源區(qū)和漏區(qū)上形成金屬層；退火使得金屬層與源區(qū)和漏區(qū)反應(yīng)形成金屬硅化物，位于源區(qū)和漏區(qū)上；去除未反應(yīng)金屬層。
[0019]其中，形成金屬硅化物之后進(jìn)一步包括:形成層間介質(zhì)層；刻蝕層間介質(zhì)層形成源漏接觸孔，直至暴露源區(qū)和漏區(qū)上的金屬硅化物；在源漏接觸孔中沉積金屬/金屬氮化物，形成源漏接觸塞。
[0020]其中，第一偏移側(cè)墻、第二偏移側(cè)墻、假柵極、柵極堆疊結(jié)構(gòu)為分離的，或者各自分別連接為環(huán)狀。
[0021]依照本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法，利用偏移側(cè)墻和柵極側(cè)墻的雙重側(cè)墻結(jié)構(gòu)形成精細(xì)的假柵極線條，并利用源極-漏極-源極的對(duì)稱結(jié)構(gòu)提高了器件加工的精度，整體上提高了器件可靠性，改進(jìn)了性能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]以下參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，其中:
[0023]圖1至圖12為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法各個(gè)步驟的剖視圖；
[0024]圖13至圖16為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的各步驟的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下參照附圖并結(jié)合示意性的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技術(shù)效果。需要指出的是，類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)中所用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“上”、“下”、“厚”、“薄”等等可用于修飾各種器件結(jié)構(gòu)。這些修飾除非特別說(shuō)明并非暗示所修飾器件結(jié)構(gòu)的空間、次序或?qū)蛹?jí)關(guān)系。
[0026]圖1至圖12為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法各個(gè)步驟的剖視圖。
[0027]參照?qǐng)D1，在襯底中形成源漏注入?yún)^(qū)(阱區(qū))，涂覆光刻膠并圖案化，露出源漏注入?yún)^(qū)的一部分，對(duì)應(yīng)于柵極區(qū)和漏極區(qū)。提供襯底I，其材質(zhì)例如是體S1、體Ge、SO1、GeOl、GaAs, SiGe, GeSn, InP、InSb, GaN等等，并且優(yōu)選體Si (例如單晶Si晶片)或者SOI以便與現(xiàn)有CMOS工藝兼容。優(yōu)選地，襯底I具有輕摻雜的第一導(dǎo)電類(lèi)型，例如P-。對(duì)襯底I進(jìn)行源漏離子注入，使得襯底I靠近表面的一部分區(qū)域構(gòu)成源漏注入?yún)^(qū)1A，具有不同于第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二導(dǎo)電類(lèi)型，并且其摻雜濃度更高，例如為η+。雖然圖1中所示的源漏注入?yún)^(qū)IA位于整個(gè)襯底I的頂部附近，但是實(shí)際上其周邊可以被例如淺溝槽隔離(STI)的絕緣介質(zhì)環(huán)繞而構(gòu)成阱區(qū)，也即P-襯底I中的η+阱區(qū)，該阱區(qū)對(duì)應(yīng)于器件的有源區(qū)。在襯底I (源漏注入?yún)^(qū)1Α)頂部涂覆光刻膠PR，并且曝光/顯影使其圖案化，露出了位于源漏注入?yún)^(qū)(阱區(qū)或者有源區(qū))中部的一部分，該中部將對(duì)應(yīng)于器件的柵極區(qū)IG和漏極區(qū)1D，被光刻膠PR覆蓋的源漏注入?yún)^(qū)部分將對(duì)應(yīng)于器件的源極區(qū)1S。雖然圖中源極區(qū)IS位于柵極區(qū)IG和漏極區(qū)ID的兩側(cè)，但是在平視圖(未示出)中源極區(qū)IS實(shí)際上可以是環(huán)繞包圍了柵極區(qū)IG和漏極區(qū)1D。各個(gè)部分的寬度、厚度依照器件版圖設(shè)計(jì)需要而設(shè)定，在此不再贅述。此外，雖然源漏注入?yún)^(qū)(阱區(qū)、有源區(qū))是注入形成的，但是實(shí)際上也可以采取外延的方式形成外延源漏區(qū)，并且可以在外延的同時(shí)進(jìn)行原位摻雜而具有η+的導(dǎo)電類(lèi)型。
[0028]參照?qǐng)D2，以光刻膠圖案為掩模，刻蝕源漏注入?yún)^(qū)，形成溝槽，直至暴露襯底。對(duì)于Si材質(zhì)的襯底I以及源漏注入?yún)^(qū)IA而言，可以采用TMAH濕法腐蝕，也可以采用碳氟基等離子體干法刻蝕，垂直刻蝕了光刻膠圖案PR暴露的源漏注入?yún)^(qū)IA部分，直至暴露了 P-型的襯底1，形成了柵極和漏極溝槽1Β。其中。圖2中所示，柵極和漏極溝槽IB刻蝕過(guò)程中具有部分過(guò)刻蝕，也即溝槽IB的底面可以略低于源漏注入?yún)^(qū)(阱區(qū)、有源區(qū))IA的底面，例如低I?5nm。溝槽的寬度應(yīng)該是大于等于柵極寬度與漏極寬度之和，例如為50?500nm。
[0029]參照?qǐng)D3，在柵極和漏極溝槽IB的側(cè)面形成第一偏移側(cè)墻2。通過(guò)LPCVD、PECVD、HDPCVD、熱氧化(例如快速熱氧化RT0)等常規(guī)方式，在柵極和漏極溝槽IB的側(cè)面以及底部形成了絕緣介質(zhì)層，其材質(zhì)例如為氧化硅、氮氧化硅、氮化硅，甚至可以是高k材料。處于成本以及工藝簡(jiǎn)易性考慮，優(yōu)選采用氧化硅或者氮化硅。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，絕緣介質(zhì)層為氧化硅。之后采用常規(guī)的光刻/刻蝕對(duì)絕緣介質(zhì)層的底部和側(cè)部進(jìn)行各向異性的刻蝕，使得底部的絕緣介質(zhì)層被完全去除并且暴露襯底1，而側(cè)部的絕緣介質(zhì)層保留在柵極和漏極溝槽IB的側(cè)壁從而構(gòu)成第一偏移側(cè)墻2。該第一偏移側(cè)墻2稍后將作為與源極之間的隔離側(cè)墻，并且用于限定柵極的分布。第一偏移側(cè)墻2的厚度較薄以便精確控制器件線條，例如僅為I?10nm。圖3中所示第一偏移側(cè)墻2為左右兩個(gè)，實(shí)際上在頂視圖中其除了間隔對(duì)稱分布的兩個(gè)之外，還可以是一個(gè)分布在溝槽IB內(nèi)壁上的(圓)環(huán)。
[0030]參照?qǐng)D4，在第一偏移側(cè)墻2的側(cè)面依次形成假柵極3和第二偏移側(cè)墻4。與第一偏移側(cè)墻2的形成類(lèi)似，也即先沉積后刻蝕，在第一偏移側(cè)墻2的側(cè)面(具體為內(nèi)側(cè)面)形成了假柵極3 (因其實(shí)質(zhì)上是用作限定柵極形狀的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，也稱作柵極側(cè)墻)，其材質(zhì)例如為多晶硅、非晶硅、微晶硅、非晶碳、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等及其組合，并且假柵極3的材料與第一偏移側(cè)墻2的材質(zhì)不同以便使得兩者之間具有較高的刻蝕選擇性。具體地，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一偏移側(cè)墻2為氧化硅時(shí)，假柵極3可以為氮化硅。假柵極3的寬度依照器件柵極寬度需要而設(shè)定，例如為10?50nm。假柵極3在圖4中顯示為左右側(cè)對(duì)稱的兩個(gè)結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上也可以在頂視圖中是一個(gè)分布在(圓)環(huán)狀的第一偏移側(cè)墻(圓)環(huán)內(nèi)側(cè)的同樣是環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，也即假柵極3可以是(圓)環(huán)狀。之后，類(lèi)似地，在假柵極3內(nèi)側(cè)再形成第二偏移側(cè)墻4，其材質(zhì)可以與第一偏移側(cè)墻2相同并且與假柵極3材質(zhì)不同，其厚度也可以是I?10nm。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二偏移側(cè)墻的材質(zhì)是氧化硅，而假柵極3材質(zhì)是氮化硅。同理地，第二偏移側(cè)墻4不限于圖4中所示左右對(duì)稱的分離結(jié)構(gòu)，而是可以為(圓)環(huán)狀。值得注意的是，第一偏移側(cè)墻2、假柵極3、第二偏移側(cè)墻4并未完全填充柵極和漏極溝槽1B，假柵極3對(duì)應(yīng)的區(qū)域?qū)⒂糜谛纬蓶艠O，而暴露的襯底I區(qū)域?qū)⒂糜谛纬陕﹨^(qū)。此后，再次執(zhí)行離子注入，可以是垂直的多次離子注入以形成輕摻雜源漏區(qū)(LDD結(jié)構(gòu))以及重?fù)诫s源漏區(qū)，也可以是傾斜的離子注入以形成暈狀(Ha1)源漏摻雜區(qū)(以上均未示出)。
[0031]參照?qǐng)D5，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)退火，使得源漏注入?yún)^(qū)IA中的雜質(zhì)縱向以及橫向擴(kuò)散，從而在襯底中分別形成源區(qū)is和漏區(qū)1D。圖5中所示的漏區(qū)ID位于兩個(gè)源區(qū)IS之間，但是實(shí)際上也可以是漏區(qū)ID位于環(huán)狀的源區(qū)IS內(nèi)側(cè)。漏區(qū)ID與源區(qū)IS之間的襯底I構(gòu)成溝道區(qū)1C，其可以是分離的多個(gè)，也可以是連接為(圓)環(huán)狀。
[0032]參照?qǐng)D6，在溝槽IB中填充絕緣介質(zhì)層5，并采用CMP、回刻等方法平坦化絕緣介質(zhì)層5直至暴露第一偏移側(cè)墻2、 假柵極3和第二偏移側(cè)墻4。絕緣介質(zhì)層5的材質(zhì)優(yōu)選地與第一偏移側(cè)墻2和/或第二偏移側(cè)墻4材質(zhì)相同，也即為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅及其組合，并且與假柵極3材質(zhì)不同。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，絕緣介質(zhì)層5是以TEOS為反應(yīng)劑通過(guò)中溫LPCVD或者低溫PECVD法制備的氧化硅。此外，絕緣介質(zhì)層5還可以是摻雜的氧化硅，例如BSG、PSG、BPSG、摻F玻璃、摻C玻璃等，此外還可以是其他低k材質(zhì)，其形成方法可以是旋涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷等等。
[0033]參照?qǐng)D7,刻蝕絕緣介質(zhì)層5,形成漏極溝槽5A,直至露出漏區(qū)1D。針對(duì)氧化娃材質(zhì)的絕緣介質(zhì)層5，可以采用HF基濕法腐蝕液刻蝕，或者碳氟基等離子體干法刻蝕，例如CF4、CH3F, CHF3、CH2F2, C3F6, C4F8等，并且優(yōu)選碳氟比較大的刻蝕氣體。漏極溝槽5A的寬度例如是 20 ~IOOnm。
[0034]參照?qǐng)D8，在漏極溝槽5A中形成提升漏區(qū)IRD。通過(guò)PECVD、MBE、ALD等方法在漏極溝槽5A中外延生長(zhǎng)與襯底I相同或者不同材質(zhì)的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成提升漏區(qū)1RD。提升漏區(qū)IRD的材質(zhì)例如是Si，或者SiGe、SiC等其他高遷移率材質(zhì)以便提高溝道區(qū)應(yīng)力，進(jìn)一步提高器件性能。之后，采用CMP等工藝平坦化提升漏區(qū)IRD直至露出假柵極3。此外，還可以在漏極溝槽5A中沉積金屬，直接形成漏極接觸塞(也同樣標(biāo)記為1RD)。
[0035]參照?qǐng)D9，去除假柵極3，形成柵極溝槽3A，直至露出襯底I中的溝道區(qū)1C。對(duì)于氮化硅材質(zhì)的假柵極3，可以采用熱磷酸、或者強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)酸的濕法刻蝕液(例如硫酸+雙氧水)來(lái)刻蝕去除，也可以采用碳氟基等離子體干法刻蝕。其他材質(zhì)的假柵極3，可以采用等離子體干法刻蝕，刻蝕氣體可以是稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr、Xe)等，還可以包括氧氣、氯氣、溴蒸汽等調(diào)節(jié)刻蝕速率的氣體。柵極溝槽3A的寬度等于假柵極3 (也即柵極側(cè)墻)的寬度，與最終器件的柵極寬度相同，例如10~50nm。
[0036]參照?qǐng)D10，在柵極溝槽3A中依次沉積高k材料的柵極絕緣層6和金屬材料的柵極導(dǎo)電層7，形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)。柵極絕緣層6的高k材料包括但不限于氮化物(例如SiN、AIN、TiN)、金屬氧化物(主要為副族和鑭系金屬元素氧化物，例如A1203、Ta2O5, TiO2, ZnO、ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3)、鈣鈦礦相氧化物(例如 PbZrxTi1^xO3 (PZT) ,BaxSr1^xTiO3 (BST)) ?柵極導(dǎo)電層7的材質(zhì)例如是Cu、Al、T1、Ta、W、Mo等及其組合。柵極絕緣層6與柵極導(dǎo)電層7之間還優(yōu)選地具有功函數(shù)調(diào)節(jié)層/擴(kuò)散阻擋層(未示出)，用于調(diào)節(jié)器件柵極功函數(shù)進(jìn)而控制閾值電壓，并且可以防止柵極的金屬元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入溝道區(qū)而降低器件性能，其材料可以是TiN、TaN等氮化物及其組合。隨后CMP平坦化各個(gè)層直至露出柵極導(dǎo)電層7。[0037]參照?qǐng)D11，在源區(qū)IS和漏區(qū)ID (提升漏區(qū)1RD)上形成金屬硅化物8，用于降低接觸電阻。在源區(qū)IS和漏區(qū)ID上通過(guò)蒸發(fā)、濺射等方式形成金屬薄層(未示出)，其材質(zhì)包括N1、Pt、Co、Ti及其組合，厚度例如I?5nm。在450?850°C下退火Is?2min，使得金屬薄層與源漏區(qū)中的Si反應(yīng)形成金屬硅化物8，其厚度例如I?IOnm。隨后剝離未反應(yīng)的金屬薄層。金屬娃化物8可以是單金屬娃化物,也可以是多兀金屬娃化物。
[0038]參照?qǐng)D12，在整個(gè)器件上形成層間介質(zhì)層(ILD) 9，ILD9材質(zhì)例如是低k材料，包括但不限于有機(jī)低k材料(例如含芳基或者多元環(huán)的有機(jī)聚合物)、無(wú)機(jī)低k材料(例如無(wú)定形碳氮薄膜、多晶硼氮薄膜、氟硅玻璃、BSG、PSG、BPSG)、多孔低k材料(例如二硅三氧烷(SSQ)基多孔低k材料、多孔二氧化硅、多孔SiOCH、摻C 二氧化硅、摻F多孔無(wú)定形碳、多孔金剛石、多孔有機(jī)聚合物)?？涛gILD 9直至暴露金屬硅化物8，形成源漏接觸孔(未示出)，在源漏接觸孔中填充金屬/金屬氮化物形成了源漏接觸塞10。
[0039]依照本發(fā)明第一實(shí)施例形成的最終器件結(jié)構(gòu)如圖12所示，包括襯底1、襯底I中的源區(qū)IS和漏區(qū)1D、源區(qū)IS與漏區(qū)ID之間的柵極堆疊結(jié)構(gòu)6/7、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)周?chē)钠苽?cè)墻2/4，其特征在于:源區(qū)IS以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)6/7關(guān)于漏區(qū)ID對(duì)稱分布。源區(qū)IS與漏區(qū)ID上還包括金屬硅化物8，以及與金屬硅化物接觸并電連接的源漏接觸塞10。特別地，源區(qū)IS和/或漏區(qū)ID頂部與柵極堆疊結(jié)構(gòu)6/7頂部齊平。其余各個(gè)部件的材質(zhì)和幾何形狀、尺寸在制造方法描述中已詳述，在此不再贅述。
[0040]圖13至圖16為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的各步驟的剖視圖。其中，該第二實(shí)施例與實(shí)施例的相同部分在圖1至圖8中已描述，也即第二實(shí)施例在形成提升漏區(qū)IRD該步驟之前與第一實(shí)施例是相同的，因此不再贅述該相同部分。以下參照?qǐng)D13至圖16著重描述第二實(shí)施例的不同部分。并且特別地，以下如未特別說(shuō)明，各個(gè)標(biāo)記相同的部件所采用的材料和制造方法與第一實(shí)施例相同，區(qū)別僅在于制造工藝的先后順序以及相對(duì)位置關(guān)系。
[0041]參照?qǐng)D13，CMP平坦化或者回刻蝕，使得源區(qū)IS和漏區(qū)1D(包括提升漏區(qū)1RD)頂面低于假柵極3的頂面?？梢圆捎肨MAH濕法刻蝕液刻蝕Si材質(zhì)的源區(qū)1S、漏區(qū)ID等，該刻蝕液基本不刻蝕氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等材質(zhì)的偏移側(cè)墻2/4、假柵極3、絕緣介質(zhì)層5。
[0042]參照?qǐng)D14，在源區(qū)1S、漏區(qū)ID上形成金屬硅化物8。在整個(gè)器件上形成ILD 9。隨后CMP平坦化ILD 9直至暴露假柵極3。
[0043]參照?qǐng)D15，去除假柵極3，留下柵極溝槽(未示出)。在柵極溝槽中沉積填充柵極絕緣層6、柵極導(dǎo)電層7。CM P平坦化各層直至暴露ILD 9。
[0044]參照?qǐng)D16，刻蝕ILD9形成源漏接觸孔(未示出)。在源漏接觸孔中沉積金屬/金屬氣化物形成源漏接觸塞10。
[0045]依照本發(fā)明第二實(shí)施例形成的最終器件結(jié)構(gòu)如圖16所示，包括襯底1、襯底I中的源區(qū)IS和漏區(qū)1D、源區(qū)IS與漏區(qū)ID之間的柵極堆疊結(jié)構(gòu)6/7、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)周?chē)钠苽?cè)墻2/4，其特征在于:源區(qū)IS以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)6/7關(guān)于漏區(qū)ID對(duì)稱分布。源區(qū)IS與漏區(qū)ID上還包括金屬硅化物8，以及與金屬硅化物接觸并電連接的源漏接觸塞10。特別地，源區(qū)IS和/或漏區(qū)ID頂部低于柵極堆疊結(jié)構(gòu)6/7頂部。其余各個(gè)部件的材質(zhì)和幾何形狀、尺寸在制造方法描述中已詳述，在此不再贅述。[0046]依照本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法，利用偏移側(cè)墻和柵極側(cè)墻的雙重側(cè)墻結(jié)構(gòu)形成精細(xì)的假柵極線條，并利用源極-漏極-源極的對(duì)稱結(jié)構(gòu)提高了器件加工的精度，整體上提高了器件可靠性，改進(jìn)了性能。
[0047]盡管已參照一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉無(wú)需脫離本發(fā)明范圍而對(duì)形成器件結(jié)構(gòu)的方法做出各種合適的改變和等價(jià)方式。此外，由所公開(kāi)的教導(dǎo)可做出許多可能適于特定情形或材料的修改而不脫離本發(fā)明范圍。因此，本發(fā)明的目的不在于限定在作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式而公開(kāi)的特定實(shí)施例，而所公開(kāi)的器件結(jié)構(gòu)及其制造方法將包括落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括襯底、襯底中的源區(qū)和漏區(qū)、源區(qū)與漏區(qū)之間的襯底上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)周?chē)钠苽?cè)墻，其特征在于:源區(qū)以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布。
2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，源區(qū)和/或漏區(qū)的頂部與柵極堆疊結(jié)構(gòu)的頂部齊平，或者源區(qū)和/或漏區(qū)的頂部低于柵極堆疊結(jié)構(gòu)的頂部。
3.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，源區(qū)與漏區(qū)上還包括金屬硅化物，以及與金屬硅化物接觸并電連接的源漏接觸塞。
4.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，偏移側(cè)墻的材質(zhì)選自氧化娃、氮化娃、氮氧化娃、高k材料及其組合。
5.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，漏區(qū)上還包括提升漏區(qū)。
6.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中，偏移側(cè)墻和/或柵極堆疊結(jié)構(gòu)為分離的，或者連接為環(huán)狀。
7.一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括: 在襯底中形成溝槽； 在溝槽側(cè)面形成第一偏移側(cè)墻； 在第一偏移側(cè)墻的側(cè)面依次形成假柵極以及第二偏移側(cè)墻； 以第一偏移側(cè)墻、假柵極、第二偏移側(cè)墻為掩模，執(zhí)行離子注入并且隨后退火，形成源區(qū)和漏區(qū)，其中源區(qū)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布； 去除假柵極，形成柵極溝槽，在柵極溝槽中填充形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)，其中柵極堆疊結(jié)構(gòu)關(guān)于漏區(qū)對(duì)稱分布。
8.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，襯底的表面具有源漏注入?yún)^(qū)，源漏注入?yún)^(qū)的導(dǎo)電類(lèi)型與襯底的導(dǎo)電類(lèi)型不同。
9.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，第一偏移側(cè)墻與第二偏移側(cè)墻材質(zhì)相同，并且與假柵極材質(zhì)不同。
10.如權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，第一偏移側(cè)墻和/或第二偏移側(cè)墻材質(zhì)選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k材料及其組合，假柵極材質(zhì)選自多晶硅、非晶硅、微晶硅、非晶碳、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅及其組合。
11.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成漏區(qū)之后進(jìn)一步包括:在溝槽中形成絕緣介質(zhì)層；刻蝕絕緣介質(zhì)層形成漏區(qū)溝槽，直至暴露漏區(qū)；在漏區(qū)溝槽中外延形成提升漏區(qū)，或者沉積填充金屬，使得提升漏區(qū)或者金屬與假柵極頂部齊平。
12.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成提升源漏或者填充金屬之后進(jìn)一步包括:平坦化或者刻蝕使得源區(qū)和/或漏區(qū)的頂部低于假柵極頂部。
13.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)之后進(jìn)一步包括:在源區(qū)和漏區(qū)上形成金屬層；退火使得金屬層與源區(qū)和漏區(qū)反應(yīng)形成金屬硅化物，位于源區(qū)和漏區(qū)上；去除未反應(yīng)金屬層。
14.如權(quán)利要求13的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成金屬硅化物之后進(jìn)一步包括:形成層間介質(zhì)層；刻蝕層間介質(zhì)層形成源漏接觸孔，直至暴露源區(qū)和漏區(qū)上的金屬硅化物；在源漏接觸孔中沉積金屬/金屬氮化物，形成源漏接觸塞。
15.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，第一偏移側(cè)墻、第二偏移側(cè)墻、假柵極、柵極堆疊結(jié)構(gòu)為分離`的，或者各自分別連接為環(huán)狀。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK103730498SQ201210393780
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月16日
【發(fā)明者】梁擎擎, 秦長(zhǎng)亮, 鐘匯才, 尹海洲, 朱慧瓏 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所