侧墙的形成方法技术

本发明专利技术公开了一种侧墙的形成方法，通过连续两次薄膜沉积，在硅片表面沉积一层氧化硅和一层氮化硅，然后利用干法刻蚀回刻顶层氮化硅并停在底层氧化硅上，最后利用连续两次湿法刻蚀工艺分别去除源漏区氧化硅和侧墙氮化硅，最终形成源漏区硅不受损伤的氧化硅侧墙。本发明专利技术在形成栅极侧墙的过程中，可以有效避免源漏区的衬底硅受到损伤，从而增加离子注入工艺窗口，并提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路的制造
，尤其涉及一种衬底无损伤的侧墙形成方法。
技术介绍
随着半导体集成电路工艺尺寸的不断缩小，在45纳米及其以下技术中，通过离子注入来调节器件性能，对栅极侧墙的要求也越来越高。尤其是通过离子注入来降低器件短沟道效应方面，更是要求在具有超薄侧墙(厚度小于10纳米)的栅极基础上进行离子注入。通常超薄侧墙工艺的制作流程如图1和图2所示，在栅极21形成后，利用原子层沉积工艺沉积一层超薄氧化硅层22。然后利用干法等离子体刻蚀对沉积的氧化硅层22进行回刻，在栅极21的侧壁形成超薄氧化硅侧墙23。该方法是利用干法等离子体刻蚀对氧化硅层22进行回刻，把器件源漏区表面以及栅极21顶部的氧化硅层22去除，同时保留栅极21侧壁的氧化硅层。由于这层氧化硅比较薄，干法刻蚀过程时间非常短，导致刻蚀工艺不稳定；同时，由于干法刻蚀在不同膜质之间的低选择比，导致源漏区的衬底硅受到损伤，如图2所示，源漏区的衬底硅受到损伤会导致器件性能恶化。因此，超薄侧墙的形成受制于干法等离子体刻蚀工艺的限制，工艺窗口非常小。有鉴于此，如何在栅极侧墙，尤其是超薄侧墙的形成过程中避免源漏区的衬底受到损伤，避免器件性能恶化，增加离子注入的工艺窗口，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种，通过连续两次薄膜沉积，并同时利用干法和湿法刻蚀，在形成栅极侧墙的过程中，可以有效避免源漏区的衬底硅受到损伤，并增加工艺窗口。本专利技术提供的，其包括以下步骤:步骤SOI，提供一形成有栅极以及栅极两侧源漏区的硅片，在所述硅片表面依次沉积氧化硅层和氮化硅层；步骤S02，利用干法刻蚀，去除所述源漏区以及栅极顶部的氮化硅层，并停留在氧化硅层上，以在所述栅极两侧形成氮化硅侧墙；步骤S03，利用湿法刻蚀，去除暴露出来的源漏区表面以及栅极顶部的氧化硅层；步骤S04，利用湿法刻蚀，去除所述氮化硅侧墙，以在所述栅极两侧形成氧化硅侧工回O进一步地，步骤S02包括利用等离子体干法刻蚀对所述氮化硅层进行回刻。进一步地，步骤S02采用含有CH2F2、CHF3的混合气体作为刻蚀气体。进一步地，步骤S03包括利用低浓度氢氟酸溶液作为刻蚀液体。进一步地，步骤S03采用含有水和49wt%的HF的混合液作为刻蚀液体，两者的体积比为350:1?450:1。进一步地，步骤S03包括过刻蚀，以去除所述氮化硅侧墙底部的氧化硅层。进一步地，步骤S04包括利用热磷酸溶液作为刻蚀液体。进一步地，步骤S04采用含有磷酸和水的混合液作为刻蚀液体，磷酸的质量百分比浓度为70-90%，热磷酸溶液的温度为150-180°C。进一步地，步骤SOl包括利用原子层沉积工艺沉积氧化硅层以及利用化学气相沉积工艺沉积氮化硅层。进一步地，步骤SOl中氧化娃层的厚度为2-5纳米，氮化娃层的厚度为5-10纳米。本专利技术提供的，通过连续两次薄膜沉积，在硅片表面沉积一层氧化硅和一层氮化硅，然后利用干法刻蚀回刻顶层氮化硅并停在底层氧化硅上，最后利用连续两次湿法刻蚀工艺分别去除源漏区氧化硅和侧墙氮化硅，最终形成源漏区硅不受损伤的氧化硅侧墙。本专利技术在形成栅极侧墙的过程中，可以有效避免源漏区的衬底硅受到损伤，从而增加离子注入工艺窗口，并提高器件性能。【附图说明】为能更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点，以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细描述，其中:图1和图2是现有侧墙形成工艺的流程示意图；图3至图7是本专利技术侧墙形成方法的各步骤结构示意图。【具体实施方式】请同时参阅图3至图7，本实施例的侧墙形成方法，用于在硅片栅极形成后，在栅极两侧形成侧墙，本专利技术尤其适用于超薄侧墙(厚度小于10纳米)的形成过程，其具体包括以下步骤:步骤S01，提供一形成有栅极11以及栅极11两侧源漏区12的硅片10，在硅片表面依次沉积一层氧化娃层13和一层氮化娃层14，如图3和图4所不。具体地，本实施例利用原子层沉积工艺沉积氧化硅层13，利用化学气相沉积工艺沉积氮化硅层14。本实施例中，氧化硅层13的厚度优选2-5纳米，以便于后续制作成超薄侧墙，氮化硅层的厚度优选5-10纳米。在其他实施例中，氧化硅层和氮化硅层的制作工艺和厚度也可以是本领域惯用手段。步骤S02，利用干法刻蚀，去除源漏区12以及栅极11顶部的氮化硅层14，并停留在氧化硅层13上，以在栅极11两侧形成氮化硅侧墙141，如图5所示。具体地，本实施例包括利用等离子体干法刻蚀对氮化硅层14进行回刻。较佳地，等离子体干法刻蚀为采用含有CH2F2、CHF3的混合气体作为刻蚀气体。本步骤可以在LAMKiyo或Kiyo45设备上进行。在其他实施例中，对氮化硅层的回刻也可以采用其他本领域常用的刻蚀介质。步骤S03，利用湿法刻蚀，去除暴露出来的源漏区12表面以及栅极11顶部的氧化娃层13，如图6所示。具体地，本实施例包括利用低浓度氢氟酸溶液作为刻蚀液体。较佳地，低浓度氢氟酸溶液包括水和49wt% (质量百分比浓度)的HF，两者的体积比较佳地为350:1?450:1，本实施例为300:1。在其他实施例中，对氧化硅层的刻蚀也可以采用其他本领域常用的刻蚀介质。本实施例中，本步骤较佳地包括过刻蚀，即对氧化硅层的过刻蚀，以去除氮化硅侧墙141底部的氧化硅层，以便于后续形成氧化硅侧墙。步骤S04，利用湿法刻蚀，去除氮化硅侧墙141，以在栅极11两侧形成氧化硅侧墙131。具体地，本实施例包括利用热磷酸溶液作为刻蚀液体。较佳地，热磷酸溶液含有磷酸和水，磷酸的质量百分比浓度为70-90%，热磷酸溶液的温度为150-180°C，本实施例为165。。。本实施例通过连续两次薄膜沉积，在硅片表面沉积一层氧化硅和一层氮化硅，然后利用干法刻蚀回刻顶层氮化硅并停在底层氧化硅上，最后利用连续两次湿法刻蚀工艺分别去除源漏区氧化硅和侧墙氮化硅，最终形成源漏区硅不受损伤的氧化硅侧墙。【主权项】1.一种，其特征在于，其包括以下步骤: 步骤SOI，提供一形成有栅极以及栅极两侧源漏区的硅片，在所述硅片表面依次沉积氧化娃层和氮化娃层； 步骤S02，利用干法刻蚀，去除所述源漏区以及栅极顶部的氮化硅层，并停留在氧化硅层上，以在所述栅极两侧形成氮化硅侧墙； 步骤S03，利用湿法刻蚀，去除暴露出来的源漏区表面以及栅极顶部的氧化硅层； 步骤S04，利用湿法刻蚀，去除所述氮化硅侧墙，以在所述栅极两侧形成氧化硅侧墙。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤S02包括利用等离子体干法刻蚀对所述氮化硅层进行回刻。3.根据权利要求2所述的，其特征在于:步骤S02采用含有CH2F2XHF3的混合气体作为刻蚀气体。4.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤S03包括利用低浓度氢氟酸溶液作为刻蚀液体。5.根据权利要求4所述的，其特征在于:步骤S03采用含有水和49被％的HF的混合液作为刻蚀液体，两者的体积比为350:1?450:1。6.根据权利要求4所述的，其特征在于:步骤S03包括过刻蚀，以去除所述氮化硅侧墙底部的氧化硅层。7.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤S04包括利用热磷酸溶液作为刻蚀液体。8.根据权利要求7所述的，其特征在于:步骤S04采用含有磷酸和水的混合液作为刻蚀液体，磷酸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧墙的形成方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤S01，提供一形成有栅极以及栅极两侧源漏区的硅片，在所述硅片表面依次沉积氧化硅层和氮化硅层；步骤S02，利用干法刻蚀，去除所述源漏区以及栅极顶部的氮化硅层，并停留在氧化硅层上，以在所述栅极两侧形成氮化硅侧墙；步骤S03，利用湿法刻蚀，去除暴露出来的源漏区表面以及栅极顶部的氧化硅层；步骤S04，利用湿法刻蚀，去除所述氮化硅侧墙，以在所述栅极两侧形成氧化硅侧墙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崇二敏，朱轶铮，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31