专利名称::半导体器件制造方法
技术领域:
:本发明的实施例涉及一种半导体器件的制造方法。
背景技术:
:在现有技术的半导体器件中,可以用多晶硅形成栅极,以减小栅电极电容并改善电路的开关特性。一般是通过将离子注入多晶硅层而形成栅电极。将离子注入多晶硅层,然后执行清洁工序来清洁在进行离子注入时所产生的杂质和离子等。并且,在形成了经注入杂质的多晶硅层后,可再执行清洁工序来清洁在热处理工序中产生的杂质。换句话说,在形成经注入杂质的多晶硅层的步骤中可包括离子注入工序和热处理工序。
发明内容本发明的实施例提供用以形成栅极时的简化工序,其能够縮短制造时间。本发明提供一种半导体器件的制造方法,其包括如下步骤在形成硅膜的同时,通过注入或另外沉积搀杂剂离子而形成经掺杂的多晶硅膜;通过图案化该经掺杂的多晶硅膜而形成经掺杂的多晶硅图案;在该经掺杂的多晶硅图案两侧形成间隔件;以及使用该多晶硅图案和该间隔件作为掩模,形成源极和漏极区域。如上所述,本方法在形成硅的同时执行离子注入或结合掺杂剂离子,以形成多晶硅,从而能够在现有的离子注入过程中省略清洁和热处理工序。因此,与现有的栅极形成方案相比,本发明能够大大减少运行周期,从而能够改善半导体器件的生产能力。图1至图4为示出制造半导体器件的示例性方法的剖面图具体实施例方式将参考附图对实施例进行详细描述。下面,将参考附图对本发明的实施例进行具体描述。在对实施例的描述中,当一个层被形成于下层结构或底层"之上"和/或"上方"时,形成在"之上"或"上方"的层包括直接形成于底层结构之上或形成于底层上方的所有组件,在该底层结构或底层上可以存在一个或多个其他层。在附图中,可以对厚度或尺寸进行夸大、省略或简化,以便更好地示出和解释本发明。而且也并非一定要按比例绘出每个组件的尺寸。下面将参考图1至图4对根据本发明的半导体器件制造方法进行描述。如图1所示,通过图案化和选择性蚀刻半导体衬底10而形成沟槽。可以沿着该沟槽的侧壁和底部生长薄衬垫氧化物,并可在其上沉积薄氮化硅层。然后,在该沟槽内沉积硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)或氧化硅(Si02)膜(例如,用来填充该沟槽中存留的间隙),并在其上执行化学机械抛光工序,以此来形成器件隔离层20。该器件隔离层20是用来绝缘或电性隔离不同器件的区域,该不同器件稍后将形成在半导体衬底10上。在形成器件隔离层20后,例如通过现有的湿法或干法热氧化处理而在半导体衬底10上生长氧化物膜,并在此处描述的热氧化膜上沉积经掺杂的多晶硅层。图案化该热氧化膜和经掺杂的多晶硅层,以形成如图2所示的栅极氧化物图案30和多晶硅图案40。在该器件的栅极区域由该氧化物膜形成栅极氧化物。可以使用炉子或快速热处理装置来形成经掺杂的多晶硅层,并且,在一个实施例中,使用并改进基本上属于现有技术的方法(例如使用硅烷(SiH4)、硅烷盐(例如SiH2Cl2)、乙硅垸(Si2H6)、丙硅垸(Si3H8)等的化学,相沉积法)形成具有厚度为1350至1650人的多晶硅层,以进一步包括掺杂剂。这样,与此同时,例如,可在565至585。C的温度下,并在包含一个或多个磷离子源的气氛下将离子注入多晶硅层,或另外形成包含掺杂剂离子的多晶硅层,其中该磷离子源所提供的磷的浓度为1.5xl(^2.5xl(^原子/cm3。该磷离子源包括磷化氢、三卤化磷(例如,PC13、PB。等),以及单烃基、二烃基和三烃基、和/或芳基磷化氢(例如,甲基磷化氢、二甲基磷化氢、三甲基磷化氢、二甲基环乙烷、乙垸基磷化氢、二乙基磷化氢、三乙基磷化氢、乙烷基二氯化乙膦(ethyldichlorophosphine)、丁基磷化氢(其可以是n-、i-、或t-丁基磷化氢)、二丁基磷化氢、三丁基磷化氢、苯基磷化氢、三苯基磷化氢等)。可选择地,可在类似的温度(例如从500到700。C)和包含一个或多个类似的浓度(例如,从Ixl0195xl021原子/cm3)的砷离子源的气氛下形成该多晶硅层,以包含诸如砷等其他掺杂剂离子。在化学气相沉积法所应用的条件下,可以由己知或根据经验而得出的该掺杂剂的沉积速率来轻易确定炉内适合的气体或蒸汽浓度,其中该气体或蒸汽浓度用以提供在该多晶硅层中的目标掺杂剂的浓度。当前述段落中所描述的这些温度可形成非晶硅或多晶体硅(多晶硅),并达到能够形成非晶硅或不充分的多晶硅的程度时,本领域普通技术人员可以轻易确定和/或获得一进一步的退火处理,该退火在同样温度或稍高温度(例如,从600至800。C)下进行,持续足够长的时间长度以充分有效地对所有非晶硅进行结晶。并且,用感光膜覆盖包含有(或"注入"有)掺杂剂离子的该多晶硅层,随后通过光刻而对该感光膜进行图案化。在显影之后,再对暴露出的经掺杂的多晶硅层和热氧化物膜进行蚀刻,以形成氧化物膜图案30和多晶硅图案40。该多晶硅图案40可以为栅极。在形成多晶硅时,沉积离子以形成经掺杂的多晶硅,从而能够在现有的离子注入方法中省略清洁工序和热处理工序。因此,就能够减少工序步骤和制造时间,进而能够提高半导体器件的生产能力。如图3所示,在多晶硅图案40的两侧均形成有间隔件50。该间隔件50可包括一个或多个氧化物和/或氮化物膜,并且该间隔件50通常经由在半导体衬底10上共形(conformal)沉积一个或多个相对较薄的介电层、并各向异性地蚀刻该(些)介电层而形成,其中该半导体衬底10包括氧化物膜30和多晶硅图案40。在一个实施例中,该介电层包括顺序沉积的第一氧化物层、氮化物层和第二氧化物层,以形成ONO(氧化物一氮化物一氧化物)间隔件50。这样,该间隔件50可具有由ONO膜形成的结构,但并不局限于此。例如,该间隔件也可具有氧化物一氮化物结构。如图4所示,使用间隔件50和多晶硅图案40作为掩模,执行一个或多个离子注入工序,以在半导体衬底10上形成源极/漏极区域60。然而,可在(例如,仅使用栅极40作为掩模)形成间隔件50之前,以相对于形成源极/漏极区域60的能量更低的能量,通过在半导体衬底10中注入相对较小计量剂量的掺杂剂离子,形成轻掺杂源极一漏极扩展区域(未示出)。此后,虽然未示出,但会在半导体衬底10上形成层间绝缘膜,并对其进行选择性蚀刻来形成通孔,以暴露每个源极/漏极区域60和栅极40。然后,在每个通孔中形成接触插拴。在形成接触插拴之后,该多晶硅图案40和源极/漏极区域60可通过上覆金属镀层而彼此电连接。对上述形成的多晶硅栅极和现有的多晶硅栅极的Rs(片电阻)值测量如下。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述"未经掺杂的多晶硅+离子注入"是指经由现有的离子注入法、热处理以及在形成多晶硅之后的清洁工序而形成的现有的多晶硅栅极,"经掺杂的多晶硅"是指示范性的多晶硅栅极,g卩,在沉积硅的同时沉积掺杂剂离子以形成经掺杂的多晶硅,从而形成的该多晶硅栅极。从Rs值中能够获知,现有的栅极和本实施例的栅极的Rs值差别很小,对于本发明的经掺杂的多晶硅而言,其被证实的优越之处在于它能够将现有的离子注入栅极改变为本发明的经掺杂的多晶硅栅极。因此,本器件的栅极具有类似于或等同于现有栅极的导电特性,却可以经由比现有栅极更少的工序而形成。因此,就能够减少杂质或缺陷的发生。如上所述,本方法在形成硅的同时执行离子注入或结合掺杂剂离子,以形成多晶硅,从而能够在现有的离子注入过程中省略清洁和热处理工序。因此,与现有的栅极形成方案相比,本发明能够大大减少运行周期,从而能够改善半导体器件的生产能力。说明书中所涉及的任何"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例"等,其含义是结合该实施例所描述的特定特征、结构、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。本说明书中出现于各个位置的这些短语不一定都涉及同一个实施例。此外,当结合任何实施例说明特定特征、结构或特性时,认为其落在本领域技术人员结合其它实施例就可以实现这些特征、结构、或特性的范围内。尽管对实施例的描述中结合了其中多个示例性实施例,但可以理解的是本领域普通技术人员完全可以推导出许多其他变化和实施例,而落入本公开内容的原理的精神和范围之内。尤其是,可以在本公开、附图和所附权利要求的范围内对组件和/或附件组合配置中的排列进行各种变化和改进。除组件和/或排列的变化和改进之外,其他可选择的应用对于本领域普通技术人员而言也是显而易见的。权利要求1.一种半导体器件的制造方法,其包括如下步骤在形成硅膜的同时,通过沉积搀杂剂离子而形成经掺杂的多晶硅膜;通过图案化该经掺杂的多晶硅膜而形成经掺杂的多晶硅图案;在该经掺杂的多晶硅图案两侧形成间隔件;以及使用该多晶硅图案和该间隔件作为掩模,形成源极和漏极区域。2.如权利要求1所述的方法,其中该经掺杂的多晶硅膜是在炉内或快速热处理装置中形成的。3.如权利要求1所述的方法,其中该经掺杂的多晶硅膜是在提供了1.5xl(^2.5xlO^原子/cmS的掺杂剂浓度的气氛下形成的。4.如权利要求1所述的方法,其中该掺杂剂离子包括磷离子或砷离子。5.如权利要求1所述的方法,其中该经掺杂的多晶硅膜是在565至585°C下形成的。6.如权利要求1所述的方法,其中该经掺杂的多晶硅膜具有1350至1650人的厚度。7.如权利要求l所述的方法,还包括在形成该经掺杂的多晶硅膜之前,在该半导体衬底上形成氧化物膜。8.如权利要求7所述的方法,其中形成该氧化物膜的步骤包括在该半导体衬底上生长热氧化物。9.如权利要求1所述的方法,其中该间隔件包括氧化物-氮化物-氧化物膜。10.如权利要求l所述的方法,其中该间隔件包括氧化物-氮化物膜。全文摘要本发明提供一种半导体器件的制造方法,其包括如下步骤在形成硅膜的同时,通过注入或加入搀杂剂离子而形成经掺杂的多晶硅膜;通过图案化该经掺杂的多晶硅膜而形成经掺杂的多晶硅图案;在该经掺杂的多晶硅图案两侧形成间隔件;以及使用该多晶硅图案和该间隔件作为掩模,形成源极和漏极区域。如上所述,本方法在形成硅的同时执行离子注入或结合掺杂剂离子,以形成多晶硅,从而能够在现有的离子注入过程中省略清洁和热处理工序。因此,与现有的栅极形成方案相比,本发明能够大大减少运行周期,从而能够改善半导体器件的生产能力。文档编号H01L21/336GK101308798SQ20081009717公开日2008年11月19日申请日期2008年5月19日优先权日2007年5月17日发明者宣钟元申请人:东部高科股份有限公司