專利名稱：一種制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種CMOS半導(dǎo)體器件集成エ藝，尤其涉及ー種制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法。
背景技術(shù)：
中國專利CN 101593686A披露了一種制備金屬柵極的集成エ藝,采用無定形碳作為可犧牲柵極材料，形成Gate-Iastエ藝所需的基體結(jié)構(gòu)。具體エ藝流程包括在基底上形成柵介質(zhì)層；在所述柵介質(zhì)層上形成圖形化的非晶碳層；形成環(huán)繞所述圖形化的非晶碳層的側(cè)墻；形成覆蓋所述圖形化的非晶碳層及側(cè)墻的層間介質(zhì)層；平坦化所述層間介質(zhì)層并暴露所述圖形化的非晶碳層；采用氧氣灰化工藝去除所述圖形化的非晶碳層，在所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成溝槽；形成填充所述溝槽且覆蓋所述層間介質(zhì)層的金屬層。 上述專利提供的流程非常簡單，因此需要對其中的很多過程進(jìn)行細(xì)化，比如柵極成型前的疊層結(jié)構(gòu)；犧牲柵極成型的前處理；犧牲柵極的后處理；常規(guī)側(cè)墻結(jié)構(gòu)的形成エ藝；離子注入エ藝時基體的準(zhǔn)備；SPTエ藝的處理；CESL處理；CMPエ藝前處理等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對中國專利CN101593686A提供制備金屬柵極的集成エ藝中存在問題，進(jìn)ー步細(xì)化其中的過程。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供ー種制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法，包括以下順序步驟
步驟1，對具有柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)的硅襯底注入離子形成淺結(jié)，所述柵極設(shè)置在硅襯底的P型或N型阱區(qū)上，所述柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)為無定形碳材料，所述柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)和硅襯底之間還設(shè)有柵氧化物層。步驟2，在O2氣氛環(huán)境下制備成型柵極，去除硅襯底表面粘污和制備成型柵極過程中暴露出的柵氧化層。步驟3，在硅襯底表面和柵極表面依次淀積第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層。步驟4，對側(cè)墻進(jìn)行刻蝕形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實施例中，第一側(cè)墻為氧化物材質(zhì)。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實施例中，第二側(cè)墻為氮化硅材質(zhì)。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實施例中，形成淺結(jié)過程中，P型阱區(qū)上柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)選用N型離子摻雜，N型阱區(qū)上柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)選用P型離子摻雜。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實施例中，進(jìn)行N型離子摻雜時，用光刻膠遮擋N型阱區(qū)及其上的柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)；進(jìn)行P型離子摻雜時，用光刻膠遮擋P型阱區(qū)及其上的柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實施例中，所述第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層采用干法刻蝕形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。
本發(fā)明提供的制備方法詳細(xì)、具體化了中國專利CN101593686A中的淺結(jié)(LDD)和側(cè)墻エ藝。


圖I是通過本發(fā)明制備得到具有淺結(jié)和側(cè)墻的無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)。圖2是本發(fā)明中離子注入形成淺結(jié)后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明中制備成型柵極后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明中去除多余粘污和柵氧化層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中淀積第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層后的器件結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明中形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻后的淺見結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供ー種制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法，先對具有柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)的硅襯底注入離子形成淺結(jié)，柵極設(shè)置在硅襯底的P型或N型阱區(qū)上，柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)和硅襯底之間還設(shè)有柵氧化物層。在O2氣氛環(huán)境下制備成型柵極，去除硅襯底表面粘污和制備成型柵極過程中暴露出的柵氧化層。在硅襯底表面和柵極表面依次淀積第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層，對側(cè)墻進(jìn)行刻蝕形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。以下通過實施例對本發(fā)明提供的制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法做進(jìn)ー步詳細(xì)說明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容，但實施例的內(nèi)容并不限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。選用具有柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)31的硅襯底1，柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)31為無定形碳材料，在柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)31和硅襯底I之間還設(shè)有柵氧化物層5，在柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)31下的硅襯底上具有P型或N型阱區(qū)。如圖2所示，先對具有柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)31的硅襯底I注入離子形成淺結(jié)41、42，圖2中為N型阱區(qū)。如圖3和4所示，在O2氣氛環(huán)境下制備成型柵極3，將犧牲柵極的尺寸縮小到設(shè)計大小。采用濕法刻蝕除去制備成型柵極3過程中留在硅襯底表面的粘污和在制備成型柵極3過程中暴露出的柵氧化層5。如圖5和6所不,在娃襯底表面I和柵極3表面依次淀積氧化物的第一側(cè)墻層6和氮化硅的第二側(cè)墻層7。對淀積形成的兩層側(cè)墻刻采用干法刻蝕，并形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。在制備如圖I所示的具有淺結(jié)和側(cè)墻的無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)時，在形成淺結(jié)過程中，P型阱區(qū)上柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)選用N型離子摻雜，N型阱區(qū)上柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)選用P型離子摻雜。進(jìn)行N型離子摻雜時，用光刻膠遮擋N型阱區(qū)及其上的柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)；進(jìn)行P型離子摻雜時，用光刻膠遮擋P型阱區(qū)及其上的柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)。圖I中21為N型阱區(qū)、22為P型阱區(qū)、9為STI。本發(fā)明的基體結(jié)構(gòu)中，犧牲柵極的尺寸(寬度和高度)制作的都要比目標(biāo)值大一定量。在形成淺結(jié)后，在O2氣氛環(huán)境下將犧牲柵極的尺寸改變到目標(biāo)值。以上對本發(fā)明的具體實施例進(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施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(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.ー種制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法，其特征在于，包括以下順序步驟 步驟1，對具有柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)的硅襯底注入離子形成淺結(jié)，所述柵極設(shè)置在硅襯底的P型或N型阱區(qū)上，所述柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)為無定形碳材料，所述柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)和硅襯底之間還設(shè)有柵氧化物層； 步驟2，在O2氣氛環(huán)境下制備成型柵極，去除硅襯底表面粘污和制備成型柵極過程中暴露出的柵氧化層； 步驟3，在硅襯底表面和柵極表面依次淀積第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層； 步驟4，對側(cè)墻進(jìn)行刻蝕形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一側(cè)墻為氧化物材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二側(cè)墻為氮化硅材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述形成淺結(jié)過程中，P型阱區(qū)上柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)選用N型離子摻雜，N型阱區(qū)上柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)選用P型離子摻雜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)行N型離子摻雜時，用光刻膠遮擋N型阱區(qū)及其上的柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)；進(jìn)行P型離子摻雜時，用光刻膠遮擋P型阱區(qū)及其上的柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層采用干法刻蝕形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備無定形碳犧牲柵極結(jié)構(gòu)的淺結(jié)和側(cè)墻的方法，先對具有柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)的硅襯底注入離子形成淺結(jié)，柵極設(shè)置在硅襯底的P型或N型阱區(qū)上，柵極預(yù)制備結(jié)構(gòu)和硅襯底之間還設(shè)有柵氧化物層。在O2氣氛環(huán)境下制備成型柵極，去除硅襯底表面粘污和制備成型柵極過程中暴露出的柵氧化層。在硅襯底表面和柵極表面一次淀積第一側(cè)墻層和第二側(cè)墻層，對側(cè)墻進(jìn)行刻蝕形成第一側(cè)墻和第二側(cè)墻。
文檔編號H01L21/28GK102646583SQ20121009826
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者鄭春生 申請人:上海華力微電子有限公司