半导体器件及其形成方法技术

一种半导体器件及其形成方法，所述半导体器件的形成方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极；在所述栅极的侧壁上形成偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙侧壁的氧化层，所述氧化层是由于自然氧化生成的；对所述氧化层进行灰化处理，以使所述偏移侧墙具有稳定的厚度。本发明专利技术方案可以在偏移侧墙的氧化层的自然氧化饱和之前，无需人工补偿即可进行轻掺杂离子注入操作，有效地提高晶圆制造效率的同时，避免制造成本和人力成本的增加。

Semiconductor devices and their formation methods

A semiconductor device and its forming method include: providing a semiconductor substrate; forming a gate on the semiconductor substrate; forming an offset side wall on the side wall of the gate, comprising an original side wall and an oxide layer located on the side wall of the original side wall, which is formed by natural oxidation; and forming an oxide layer on the side wall of the gate. The ashing layer is treated so that the offset side wall has a stable thickness. The scheme of the invention can carry out light doping ion implantation operation without manual compensation before deviating the natural oxidation saturation of the oxide layer of the side wall, effectively improve the wafer manufacturing efficiency while avoiding the increase of manufacturing cost and manpower cost.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的不断发展，集成电路集成度越来越高，半导体器件的特征尺寸也越来越小，例如随着栅极长度的缩短，容易发生短沟道效应(ShortChannelEffect，SCE)以增加源漏间电荷穿通，进而影响器件正常工作。现阶段为了降低短沟道效应，通常采用偏移侧墙(OffsetSpacer)增加沟道长度，由于偏移侧墙的侧壁的成分为氮化硅化合物，所述氮化硅化合物会持续氧化生成氧化层直至饱和，因此偏移侧墙的厚度也在持续增加直至厚度稳定。在采用后续轻掺杂离子注入漏极(LightlyDopedDrain，LDD)工艺进行轻掺杂离子注入的过程中，需要根据稳定后的偏移侧墙的厚度，在相邻偏移侧墙之间进行轻掺杂离子注入，以保证不同晶圆之间具有相近的轻掺杂离子注入区域尺寸，也即需要设置从形成偏移侧墙至进行LDD光刻工艺之间的等待时长(例如，45小时左右)，导致晶圆制造效率下降。在现有技术中，当需要在等待时长之内进行轻掺杂离子注入时，往往采用人工补偿的方法，减少在相邻偏移侧墙之间进行轻掺杂离子注入的区域宽度。但是，人工补偿的方法需要操作者具备丰富的专业知识和判断经验，并且增加了LDD光刻工艺试运行(Pi-run)的制程成本和人力成本。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体器件及其形成方法，可以在偏移侧墙的氧化层的自然氧化饱和之前，无需人工补偿即可进行轻掺杂离子注入操作，有效地提高晶圆制造效率的同时，避免制造成本和人力成本的增加。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极；在所述栅极的侧壁上形成偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙侧壁的氧化层，所述氧化层是由于自然氧化生成的；对所述氧化层进行灰化处理，以使所述偏移侧墙具有稳定的厚度。可选的，对所述氧化层进行灰化处理包括：采用含氮气体对所述氧化层进行灰化处理，以消耗所述氧化层并生成氮化物。可选的，所述含氮气体包括N2H2和N2。可选的，对所述氧化层进行灰化处理的灰化温度为265摄氏度至285摄氏度。可选的，所述灰化处理是在所述氧化层的自然氧化饱和时间之前完成。可选的，对所述氧化层进行灰化处理之后，所述半导体器件的形成方法还包括：在相邻的偏移侧墙之间，对所述半导体衬底进行轻掺杂离子注入。可选的，所述在相邻的偏移侧墙之间，对所述半导体衬底进行轻掺杂离子注入包括：形成覆盖所述栅极和所述偏移侧墙的光刻胶层作为所述轻掺杂离子注入的掩膜；以所述光刻胶层为掩膜对所述半导体衬底进行所述轻掺杂离子注入。可选的，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域，对所述半导体衬底进行轻掺杂离子注入包括：对所述第一区域进行轻掺杂离子注入；其中，所述第一区域用于形成静态随机存取存储器件，所述第二区域用于形成输入/输出器件。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体器件，包括：半导体衬底；栅极，位于所述半导体衬底上；偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙的侧壁的覆盖层，所述覆盖层是通过对所述原始侧墙的侧壁的氧化层进行灰化处理得到的，所述氧化层是由于自然氧化生成。可选的，所述覆盖层的材料包括：氮化物。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：在本专利技术实施例中，提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极；在所述栅极的侧壁上形成偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙侧壁的氧化层，所述氧化层是由于自然氧化生成的；对所述氧化层进行灰化处理，以使所述偏移侧墙具有稳定的厚度。采用上述方案，可以对位于偏移侧墙的原始侧墙侧壁的氧化层进行灰化处理，相比于现有技术中，所述氧化层由于自然氧化生成，厚度在自然氧化饱和之前持续变化，导致不同生长时长的氧化层具有不同的厚度，致使不同的偏移侧墙厚度不一致，采用本专利技术实施例的方案，由于不同厚度的氧化层被灰化处理后均生成厚度较薄且厚度稳定的氮化物，可以使不同的偏移侧墙具有稳定的厚度，有助于减少单一晶圆内部或者不同晶圆之间偏移侧墙的厚度差异，从而减轻对后续工艺产生的影响。进一步，在本专利技术实施例中，可以采用N2H2和N2在预设温度下进行灰化处理，通过消耗所述氧化层并且生成氮化物使所述偏移侧墙具有稳定的厚度，还可以复用已有的用于去除光刻胶的灰化处理工艺，从而降低对于新制程的工艺研发压力。进一步，在本专利技术实施例中，可以在进行轻掺杂离子注入之前，对氧化层进行灰化处理，由于氧化层停止生长，有助于使得在所述半导体衬底上形成的各种半导体器件都获得更好的器件性能。进一步，由于静态随机存取存储器件需要更高的轻掺杂离子注入区域尺寸一致性，在本专利技术实施例中，可以在进行SRAM器件轻掺杂离子注入之前，对位于原始侧墙的侧壁的氧化层进行灰化处理，有助于获得更好的SRAM器件的器件性能。附图说明图1是本专利技术实施例中一种半导体器件形成方法的流程图；图2至图4是本专利技术实施例中一种半导体器件形成方法的剖面结构示意图；图5至图6是本专利技术实施例中另一种半导体器件的形成方法的部分步骤对应的剖面结构的示意图；图7是现有技术中一种显影后检查尺寸的测量示意图；图8是本专利技术实施例中一种显影后检查尺寸的测量示意图；图9至图10是本专利技术实施例中再一种半导体器件的形成方法的部分步骤对应的剖面结构的示意图。具体实施方式现阶段为了降低短沟道效应，通常采用偏移侧墙(OffsetSpace)增加沟道长度，由于偏移侧墙的侧壁成分为氮化硅化合物，所述氮化硅化合物会持续氧化生成氧化层直至饱和，因此偏移侧墙的厚度也在持续增加直至厚度稳定。在进行轻掺杂离子注入的过程中，需要设置从形成偏移侧墙至进行轻掺杂离子注入之间的等待时长，导致晶圆制造效率下降。在现有技术中，当需要在所述等待时长之内进行轻掺杂离子注入时，采用的一种方法为通过人工补偿，在进行轻掺杂离子注入之前的LDD光刻工艺中增大曝光区域，以减少在相邻偏移侧墙之间进行轻掺杂离子注入的区域宽度。具体而言，越早进行轻掺杂离子注入，人工补偿的力度越大，即需要设置越大的曝光区域。但是，人工补偿的方法需要操作者具备丰富的专业知识和判断经验，并且增加了LDD光刻工艺试运行的制程成本和人力成本。因此，亟需一种方法能够在提高晶圆制造效率的同时，避免制程成本和人力成本的增加。在本专利技术实施例中，提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极；在所述栅极的侧壁上形成偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙侧壁的氧化层，所述氧化层是由于自然氧化生成的；对所述氧化层进行灰化处理，以使所述偏移侧墙具有稳定的厚度。采用上述方案，可以对位于偏移侧墙的原始侧墙侧壁的氧化层进行灰化处理，相比于现有技术中，所述氧化层由于自然氧化生成，厚度在自然氧化饱和之前持续变化，导致不同生长时长的氧化层具有不同的厚度，致使不同的偏移侧墙厚度不一致，采用本专利技术实施例的方案，由于不同厚度的氧化层被灰化处理后均生成厚度较薄的氮化物，可以使不同的偏移侧墙具有稳定的厚度，有助于减少单一晶圆内部或者不同晶圆之间偏移侧墙的厚度差异，从而减轻对后续工艺产生的影响。为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极；在所述栅极的侧壁上形成偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙侧壁的氧化层，所述氧化层是由于自然氧化生成的；对所述氧化层进行灰化处理，以使所述偏移侧墙具有稳定的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成栅极；在所述栅极的侧壁上形成偏移侧墙，所述偏移侧墙包括原始侧墙以及位于所述原始侧墙侧壁的氧化层，所述氧化层是由于自然氧化生成的；对所述氧化层进行灰化处理，以使所述偏移侧墙具有稳定的厚度。2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述氧化层进行灰化处理包括：采用含氮气体对所述氧化层进行灰化处理，以消耗所述氧化层并生成氮化物。3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述含氮气体包括N2H2和N2。4.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述氧化层进行灰化处理的灰化温度为265摄氏度至285摄氏度。5.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述灰化处理是在所述氧化层的自然氧化饱和时间之前完成。6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，对所述氧化层进行灰化处理之后，还包括：在相邻的偏移侧墙之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：江涛，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31