專利名稱：形成源漏底部絕緣隔離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝方法，尤其涉及一種形成源漏底部絕緣隔 離的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的超淺結(jié)形成工藝需要能量極低的注入或注入前非晶化，以及注 入后快速熱處理，這無論對制造設(shè)備還是工藝參數(shù)的控制都是極大的挑 戰(zhàn)。另外，源/漏極對阱區(qū)的漏電控制也使的工藝變得更加復(fù)雜和困難， 特別是源/漏注入計量和分布、合金層的厚度以及均一性都需要得到很好 的控制。隨著半導(dǎo)體特征尺寸的不斷縮小，抬升的源/漏極以及金屬柵己被應(yīng)用于先進半導(dǎo)體工藝集成中，但是，降低短溝道效應(yīng)(Short Channel Effect, SCE)以及控制源/漏極的漏電流仍是半導(dǎo)體技術(shù)的難題。如圖1所示，包含外延源漏和金屬柵的傳統(tǒng)器件的結(jié)構(gòu)，存在以下三 個主要缺點l)難以控制源漏延伸區(qū)結(jié)深；2)源漏結(jié)漏電增加功率損耗; 3)源漏結(jié)電容降低器件速度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種形成源漏底部絕緣隔離的方法， 能進一步壓縮超淺結(jié)(Ultra Shallow Junction, USJ)的結(jié)深，從而有效削弱短溝道效應(yīng)的影響。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的形成源漏底部絕緣隔離的方法，依
次包括淺溝道絕緣形成、柵極絕緣氧化層形成和柵極多晶硅沉積及圖形 化刻蝕、源漏延伸區(qū)自對準(zhǔn)注入、側(cè)墻及外延源漏形成、高介電常數(shù)介質(zhì) 及金屬柵形成，還包括在柵極刻蝕后，源漏延伸區(qū)注入前，進行氧自對 準(zhǔn)注入，形成源漏區(qū)底部的絕緣隔離層。本發(fā)明的形成源漏底部絕緣隔離的方法，既能有效削弱短溝道效應(yīng)， 又可阻止源/漏極與阱區(qū)的漏電，降低源/漏極的PN結(jié)電容，且擴大工藝 窗口，使晶體管的性能進一步提高。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。 圖l是傳統(tǒng)器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是應(yīng)用本發(fā)明方法制成的器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明形成源漏底部絕緣隔離的方法的流程圖；圖4是本發(fā)明形成源漏底部絕緣隔離的方法的工藝流程示意圖。
具體實施方式
如圖3、 4所示，本發(fā)明形成源漏底部絕緣隔離的方法，依次包括 淺溝道絕緣(Shallow Trench Isolation, STI)形成(圖4a)、柵極絕緣 氧化層形成和柵極多晶硅沉積及圖形化刻蝕(圖4b)、源漏延伸區(qū) (Source/Drain Extension, SDE)自對準(zhǔn)注入(圖4d)、側(cè)墻及外延源 漏形成(圖4e)、高介電常數(shù)介質(zhì)及金屬柵形成(圖4f)，還包括在柵 極刻蝕后，源漏延伸區(qū)注入前，進行氧自對準(zhǔn)注入(圖4c)，形成源漏區(qū) 底部的絕緣隔離層。淺溝道絕緣、柵極絕緣氧化層和柵極多晶硅沉積及圖 形化都是成熟的傳統(tǒng)工藝，外延源漏是通過選擇性外延的技術(shù)在源漏區(qū)生 長單晶硅完成，而高介電常數(shù)介質(zhì)及金屬柵，是通過將假柵以及柵極絕緣 氧化層刻蝕后，沉積高介電常數(shù)介質(zhì)及金屬并通過化學(xué)機械研磨實現(xiàn)。氧 的注入可以通過離子注入機在無掩膜的情況下，將氧離子以零度角全面注 入進源漏區(qū)下方實現(xiàn)，其注入計量和深度需根據(jù)超淺結(jié)的深度、漏區(qū)工作 時的電壓，以及二氧化硅的體積膨脹等眾多因素綜合考慮。由于注入時， 柵極作為屏蔽層阻止了氧向柵極下方的區(qū)域進行注入，使該絕緣隔離層在 柵極正下方斷開，從而保證在后續(xù)的退火過程中源漏區(qū)可以恢復(fù)單晶狀 態(tài)，此時的柵極將最終被金屬柵所取代，所以氧被注入其中不會對最終的 器件產(chǎn)生影響。圖2所示為應(yīng)用本發(fā)明的方法制成的器件結(jié)構(gòu)示意圖，與傳統(tǒng)器件結(jié) 構(gòu)相比較，本發(fā)明器件的源/漏極底部多了一層"絕緣氧化層"。本發(fā)明形成源漏底部絕緣隔離的方法，通過增加自對準(zhǔn)注入氧的步驟 在源/漏極底部形成一個絕緣隔離層，進一步壓縮超淺結(jié)的結(jié)深，有效削 弱短溝道效應(yīng)，同時，絕緣隔離層能阻止源/漏極與阱區(qū)的漏電，并降低 源/漏極的PN結(jié)電容。
權(quán)利要求
1.一種形成源漏底部絕緣隔離的方法，依次包括淺溝道絕緣形成、柵極絕緣氧化層形成和柵極多晶硅沉積及圖形化刻蝕、源漏延伸區(qū)自對準(zhǔn)注入、側(cè)墻及外延源漏形成、高介電常數(shù)介質(zhì)及金屬柵形成，其特征在于，還包括在柵極刻蝕后，源漏延伸區(qū)注入前，進行氧自對準(zhǔn)注入，形成源漏區(qū)底部的絕緣隔離層。
2. 如權(quán)利要求1所述的形成源漏底部絕緣隔離的方法，其特征在于， 所述源漏區(qū)底部的絕緣隔離層在柵極正下方斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種形成源漏底部絕緣隔離的方法，依次包括淺溝道絕緣形成、柵極絕緣氧化層形成和柵極多晶硅沉積及圖形化刻蝕、源漏延伸區(qū)自對準(zhǔn)注入、側(cè)墻及外延源漏形成、高介電常數(shù)介質(zhì)及金屬柵形成，還包括在柵極刻蝕后，源漏延伸區(qū)注入前，進行氧自對準(zhǔn)注入，形成源漏區(qū)底部的絕緣隔離層。本發(fā)明的形成源漏底部絕緣隔離的方法既能有效削弱短溝道效應(yīng)，又可阻止源/漏極與阱區(qū)的漏電，降低源/漏極的PN結(jié)電容，且擴大工藝窗口，進一步提高晶體管的性能。
文檔編號H01L21/762GK101154615SQ200610116470
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
發(fā)明者巖垂史, 勤 王 申請人:上海華虹Nec電子有限公司