专利名称：晶体管器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件，更具体而言，涉及一种晶体管的制造方法，该晶体管可克服短沟道效应(SCE)。
背景技术：
通常，当形成半导体器件的晶体管时，硅衬底之上的栅极结构增高。为此，当器件尺寸按比例减小时，在限定栅极长度方面将会产生一些问题。此外，当形成轻掺杂漏极离子注入和源极/漏极离子注入时，分别需要进行掩模步骤。从而，增大了器件的制造成本。
因此，需要发展一种可形成具有新的栅极结构的晶体管器件的技术。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种晶体管器件及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺陷而引起的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种晶体管器件及其制造方法，其可以有效地减小半导体器件的尺寸。
本发明的其他优点、目的和特征将部分地在以下的说明书中描述，其部分内容对于本领域的普通技术人员来说可通过下述描述而清楚或者从本发明的实践中获得。通过所撰写的说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构，可以实现和获得本发明的目的及其他优点。
为了实现这些目的及其他优点并根据本发明的目的，如在此具体实施和广泛描述的，本发明提供了一种晶体管器件的制造方法，其包括在半导体衬底上形成第一绝缘膜的图案和第二绝缘膜的图案；选择性地蚀刻该半导体衬底以形成凹槽，其中该第一绝缘膜的图案和该第二绝缘膜的图案露出该半导体衬底；在该第一绝缘膜和该第二绝缘膜上沉积栅极绝缘膜和栅极导体；平坦化该栅极绝缘膜和该栅极导体从而使得栅极绝缘膜和栅极形成于该凹槽内；除去该第二绝缘膜；在该栅极的侧壁上形成间隔件；在接近该间隔件的位置向该半导体衬底注入离子以形成源极/漏极区；湿蚀刻该第二绝缘膜和该栅极绝缘膜的图案以露出该栅极的上侧壁，并且露出该源极/漏极区的上部；以及在该栅极的露出表面上以及该源极/漏极区上形成自对准硅化物层。
优选地，该平坦化步骤包括使用该第二绝缘膜的图案作为抛光停止层对该栅极导体进行化学机械抛光(CMP)的步骤。
优选地，通过在该源极/漏极区内使用掩模进行一次离子注入而形成该LDD和该源极/漏极离子注入分布图。
该栅极导体包括多晶硅，该栅极绝缘膜包括选自由氮化物基氧化物、铪基氧化物、钽(tantalium)基氧化物和钛基氧化物构成的组中的其中之一。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种晶体管器件，其包括具有凹槽的半导体衬底；填充该凹槽并且从该半导体衬底突出的栅极；覆盖该栅极的界面和侧面的栅极绝缘膜；形成于该栅极的侧壁上的间隔件；形成于接近该间隔件的该半导体衬底上的源极/漏极区；以及形成于该栅极和该源极/漏极区上的自对准硅化物层。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种晶体管器件，其包括通过从半导体衬底的表面向下伸入而形成的凹槽；形成于该凹槽的内侧的栅极绝缘膜；填充到该凹槽的栅极区，该栅极绝缘膜形成于该凹槽中；以及位于该凹槽的右侧和左侧的源极/漏极区。
在一个实施例中，该栅极区的上部从该半导体衬底的表面突出。
在其他实施例中，间隔件形成于从该半导体衬底表面突出的该栅极区的侧壁上。
在其他实施例中，在该栅极和该源极/漏极区的上部形成自对准硅化物层。
在其他实施例中，该栅极区由多晶硅制成。
本发明提供了一种晶体管器件及其制造方法，其可以有效地减小半导体器件的尺寸。
应该理解，对本发明的前述概括描述和以下详细描述是示范性的和解释性的，其旨在提供对所主张的本发明的进一步解释。
附图包含在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，其并入本申请中并构成本申请的一部分，所述附图示出了本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中图1至图7为示出了根据本发明的晶体管器件及其制造方法的剖面图。
具体实施例方式
以下将参照附图所示的实例对本发明的优选实施例进行详细地描述。在所有附图中尽可能地使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。
图1至图7为示出了根据本发明的晶体管器件及其制造方法的剖面图。
参照图1，在半导体衬底1上沉积第一绝缘膜3和第二绝缘膜5并且形成第一掩模100。该第一掩模100可形成为用于蚀刻该第一绝缘膜3和该第二绝缘膜5的光致抗蚀剂层。该第一绝缘膜3优选地由氧化硅沉积形成，而该第二绝缘膜5使用氮化硅形成。
参照图2，使用第一掩模100选择性地蚀刻第一绝缘膜3和第二绝缘膜5，并且形成包含第一绝缘膜的图案3′和第二绝缘膜的图案5′的蚀刻掩模6。之后，对该蚀刻掩模6露出的半导体衬底1进行干蚀刻以形成凹槽2。该凹槽2的长度形成为约500至2000。
参照图3，沉积(develop)栅极绝缘膜7和栅极导体，并且随后使用化学机械抛光方法形成栅极9和栅极绝缘膜7。该栅极导体和该栅极9包含多晶硅，该栅极绝缘膜7可包含氮化物基氧化物、铪基氧化物、钽基氧化物或钛基氧化物。
在通过使用化学机械抛光方法对栅极9和栅极绝缘膜7进行图案化时，第二绝缘膜的图案5′用作CMP停止层。该栅极9的凹槽2处的填充部分的厚度约为500至2000。
参照图4，使用湿蚀刻方法完全除去绝缘膜的图案5′。该湿蚀刻通过使用磷酸溶液来进行蚀刻处理。
参照图5，在栅极7的侧壁上沉积用于间隔件11的层之后，通过使用前蚀刻方法(front etching method)形成间隔件11。随后通过注入离子13形成LDD和源极/漏极区13′。在该LDD和源极/漏极区13′处仅进行一次离子注入处理，以形成该LDD和源极/漏极区13′的分布图。在源极/漏极区13′中，示出了退火之后的LDD离子注入分布图和源极/漏极分布图。
参照图6，通过使用湿蚀刻方法形成栅极绝缘膜的图案7′和第一绝缘膜的第二图案3″。该第一绝缘膜的第二图案3″形成为间隔件11内的凹槽形状，并且该栅极绝缘膜的图案7′形成为凹槽部分以露出栅极9的上侧面。
参照图7，在栅极9和源极/漏极区13′上进行自对准硅化物处理以形成自对准硅化物层15。
在整个表面上沉积钴、镍和钛的其中之一后，通过在700℃至1000℃的温度下进行热处理形成该自对准硅化物层15。
如前所述，本发明涉及一种半导体器件的晶体管的制造方法，并且提出了一种具有新的布局从而可按比例减小器件尺寸的晶体管。此外，栅极电阻器能够以与衬底表面上相同的布局减小，且与传统工艺相比，可以容易地控制离子注入源极的横向扩散，从而容易控制短沟道效应。可以不考虑当器件的尺寸按比例减小时所需要涉及的浅注入的问题。
对本领域技术人员来说显而易见的是，可以对所披露的实施例进行各种修改和变化。因此，所披露的实施例包括这些显而易见的修改和变化，且本发明的保护范围以其所附的权利要求书及其等同特征所覆盖的范围为准。
权利要求
1.一种晶体管器件的制造方法，包括在半导体衬底上形成第一绝缘膜的图案和第二绝缘膜的图案；选择性地蚀刻该半导体衬底以形成凹槽，其中该第一绝缘膜的图案和该第二绝缘膜的图案露出该半导体衬底；在该第一绝缘膜和该第二绝缘膜上沉积栅极绝缘膜和栅极导体；平坦化该栅极绝缘膜和该栅极导体从而使得该栅极绝缘膜和栅极形成于该凹槽中；除去该第二绝缘膜；在该栅极的侧壁上形成间隔件；在接近该间隔件的位置向该半导体衬底注入离子以形成源极/漏极区；湿蚀刻该第二绝缘膜和该栅极绝缘膜的图案以露出该栅极的上侧壁，并且露出该源极/漏极区的上部；以及在该栅极的露出表面上以及该源极/漏极区上形成自对准硅化物层。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中该平坦化步骤包括使用该第二绝缘膜的图案作为抛光停止层对该栅极导体进行化学机械抛光的步骤。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中通过在该源极/漏极区内使用掩模进行一次离子注入而形成LDD和该源极/漏极离子注入分布图。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中该栅极导体包括多晶硅，并且该栅极绝缘膜包括选自由氮化物基氧化物、铪基氧化物、钽基氧化物和钛基氧化物构成的组中的其中之一。
5.一种晶体管器件，包括半导体衬底，其具有凹槽；栅极，其填充该凹槽并且从该半导体衬底上突出；栅极绝缘膜，其覆盖该栅极的界面和侧面；间隔件，其形成于该栅极的侧壁上；源极/漏极区，其形成于接近该间隔件的该半导体衬底上；以及自对准硅化物层，其形成于该栅极和该源极/漏极区上。
6.一种晶体管器件，包括凹槽，其通过从该半导体衬底的表面向下伸入而形成；栅极绝缘膜，其形成于该凹槽的内侧；栅极区，其填充到该凹槽内，该栅极绝缘膜形成于该凹槽内；以及源极/漏极区，其位于该凹槽的右侧和左侧。
7.根据权利要求6所述的晶体管器件，其中该栅极区的上部从该半导体衬底的表面突出。
8.根据权利要求7所述的晶体管器件，其中该间隔件形成于从该半导体衬底的表面突出的栅极区的侧壁上。
9.根据权利要求6所述的晶体管器件，其中在该栅极和该源极/漏极区的上部形成自对准硅化物层。
10.根据权利要求6所述的晶体管器件，其中该栅极区由多晶硅制成。
全文摘要
本发明提供了一种晶体管器件及其制造方法，其中该晶体管器件包括通过从半导体衬底向下伸入而形成的凹槽；在该凹槽的内壁上形成的栅极绝缘膜；填充到该凹槽中的栅极区，该栅极绝缘膜形成于该凹槽中；以及位于该凹槽的右侧或左侧的源极/漏极区。
文档编号H01L29/423GK1992184SQ20061017124
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月21日 优先权日2005年12月29日
发明者朴正浩 申请人:东部电子股份有限公司