半导体器件的形成方法技术

技术编号:13457711 阅读:47 留言:0更新日期:2016-08-03 15:54
一种半导体器件的形成方法,包括:在半导体衬底上形成第一栅极;在第一栅极侧壁形成侧墙;在半导体衬底、第一栅极和侧墙上形成半导体材料层,半导体材料层的上表面高于第一栅极上表面;去除高于第一栅极的半导体材料层;对剩余半导体材料层进行回刻蚀,至去除覆盖在所述侧墙上的半导体材料层;对剩余半导体材料层部分进行图形化,在栅极两侧形成两第一接出部;在两第一接出部下对应形成第一源极和第一漏极。在本方案中,由于侧墙上的半导体材料层部分被刻蚀掉,减小甚至消除了第一栅极与第一源极、漏极之间的寄生电容,可以降低甚至消除第一栅极与第一源极、漏极之间的信号串扰,确保器件正常运行,且性能较佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
,特别涉及一种半导体器件的形成方法
技术介绍
在半导体
,低压驱动下的互补性金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)场效应晶体管(以下简称低压晶体管)和高压驱动下的高压金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称高压晶体管),可以集成在一个半导体衬底上。由于高压晶体管,如横向双扩散金属氧化物半导体(Lateraldouble-diffusionMetal-Oxide-semiconductor,LDMOS)场效应晶体管,具有较高击穿电压,满足耐高压、实现功率控制等方面的要求,被广泛应用于高压功率集成电路,如作为逻辑元件器件。现有的集成有低压晶体管和高压晶体管的半导体器件的形成方法包括:参照图1,提供半导体衬底1,在半导体衬底1上形成有:位于第一阱区10的高压晶体管2、3及位于第二区20中的低压晶体管4,第一阱区10与第二阱区20通过浅沟槽隔离结构5绝缘隔离;以高压晶体管2为例,高压晶体管2具有栅极20,在栅极20上形成有硬掩模层6,在栅极20及硬掩模层6侧壁形成有侧墙7。参照图2,在半导体衬底1上、硬掩模层6上和侧墙7侧壁形成半导体材料层8;半导体材料层8分为:半导体衬底1上的第一部分81、和硬掩模层6上的第二部分82和侧墙7侧壁的第三部分83。参照图3,在半导体材料层8上形成图形化的掩膜层9,定义出对应源极、漏极位置的接出部,为提高套准精度,图形化的掩模层9覆盖侧墙7上的半导体材料层部分;以图形化的掩膜层9为掩膜,刻蚀半导体材料层8(参照图3)至露出硬掩模层6上表面和半导体衬底1上表面,在栅极20两侧对应源极和漏极的位置形成接出部21、22;参照图4,去除图形化的掩膜层;之后,以硬掩模层为掩膜,对接出部21、22及其下的半导体衬底进行离子注入,在接出部21、22下对应形成源极23和漏极24,接出部21、22分别与源极23和漏极24接出电连接;最后,去除硬掩模层。但是,参照图4,由于侧墙7上的第三部分83未刻蚀掉,接出部21、22与第三部分83连接在一起。第三部分83与栅极20之间形成寄生电容(parasiticcapacitance),寄生电容会引发栅极20与源极21和漏极22之间的信号串扰,而干扰器件的正常运行。而且,还存在栅极20与第三部分83之间击穿的可能性,同样的问题也存在于高压晶体管3及低压晶体管4,使得栅极与源极或漏极直接电连接,这会引起器件失效。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是,使用现有技术形成集成有低压晶体管和高压晶体管的半导体器件中,在栅极与其源极或漏极之间存在寄生电容,造成器件中信号串扰,甚至引起器件失效。为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体器件的形成方法,该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第一栅极;在所述第一栅极侧壁形成侧墙;在所述半导体衬底上、第一栅极上和侧墙上形成半导体材料层,所述半导体材料层的上表面高于第一栅极上表面;去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分;在对剩余半导体材料层部分进行回刻蚀后,对剩余半导体材料层部分进行图形化,在所述第一栅极两侧的半导体衬底上形成两第一接出部;在对剩余半导体材料层部分进行回刻蚀后,对剩余半导体材料层部分进行图形化,在所述第一栅极两侧的半导体衬底上形成两第一接出部;对两第一接出部及其下的半导体衬底进行离子注入,在两第一接出部下方的半导体衬底中形成第一源极和第一漏极。可选地,使用化学机械研磨工艺,去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分。可选地,所述半导体材料层的材料为多晶硅。可选地,所述侧墙材料为氧化硅。可选地,在所述第一栅极侧壁形成侧墙的方法包括:在所述半导体衬底上和第一栅极上形成侧墙材料层;对所述侧墙材料层进行回刻蚀,至露出所述第一栅极的上表面。可选地,在所述半导体衬底上、第一栅极上和侧墙上形成半导体材料层之前,在所述第一栅极上形成硬掩模层;所述侧墙还位于所述硬掩模层侧壁。可选地,所述第一栅极为高压晶体管中的栅极或低压晶体管中的栅极。可选地,在形成所述第一栅极、第一源极和第一漏极时,同时在所述半导体衬底上形成第三栅极、所述第三栅极两侧的第三源极和第三漏极;所述第一栅极和第三栅极其中之一为高压晶体管中的栅极,另一为低压晶体管中的栅极。可选地,所述第一栅极为高压晶体管的栅极,在形成所述第一栅极之前,还包括:对所述半导体衬底进行第一型离子注入以形成第一阱区,所述第一型离子与半导体衬底的掺杂类型反型;对第一阱区进行第二型离子注入以形成第二阱区,所述第一型离子和第二型离子的类型反型;对所述第二阱区进行第一型离子注入,在第一栅极两侧分别形成两第一漂移区;在每个所述第一漂移区中形成一个第一浅沟槽隔离结构;所述第一栅极位于两第一浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底上;所述第一源极和第一漏极分别位于第一栅极两侧的两第一漂移区中,且通过第一浅沟槽隔离结构与第一栅极隔离。可选地,所述第一栅极为高压晶体管的栅极,在形成所述第一栅极之前,还包括:对所述半导体衬底进行第一型离子注入以形成第一阱区,所述第一型离子与半导体衬底的掺杂类型反型;对所述第一阱区进行第二型离子注入,在第一栅极两侧分别形成两第二漂移区;在每个所述第二漂移区中形成一个第二浅沟槽隔离结构;所述第一栅极位于两第二浅沟槽隔离结构之间的第一阱区上;所述第一源极和第一漏极分别位于第一栅极两侧的两第二漂移区中,且通过第二浅沟槽隔离结构与第一栅极隔离。可选地,所述第二栅极为低压晶体管的栅极,在对所述半导体衬底进行第一型离子注入以形成第一阱区之前或之后,还在所述半导体衬底中进行离子注入以形成第三阱区,所述第三阱区与第一阱区间隔开;在所述第一漂移区中形成第一浅沟槽隔离结构时,还在所述第三阱区与第一阱区之间形成第三浅沟槽隔离结构;在形成所述第一栅极时,还在所述第三阱区形成第三栅极;在所述第一栅极侧壁形成所述侧墙时,还在所述第三栅极侧壁形成侧墙,且露出第三源极和第三漏极;在对应所述第一源极和第一漏极的位置分别形成两第一接出部时,还对应所述第三源极和第三漏极的位置形成两第三接出部;当所述第三阱区和第一漂移区具有同型掺杂时,在形成第一源极和第一漏极时,还本文档来自技高网
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【技术保护点】
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第一栅极;在所述第一栅极侧壁形成侧墙;在所述半导体衬底上、第一栅极上和侧墙上形成半导体材料层,所述半导体材料层的上表面高于第一栅极上表面;去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分;在去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分后,对剩余的半导体材料层部分进行回刻蚀,至去除覆盖在所述侧墙上的半导体材料层部分;在对剩余半导体材料层部分进行回刻蚀后,对剩余半导体材料层部分进行图形化,在所述第一栅极两侧的半导体衬底上形成两第一接出部;对两第一接出部及其下的半导体衬底进行离子注入,在两第一接出部下方的半导体衬底中形成第一源极和第一漏极。

【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第一栅极;
在所述第一栅极侧壁形成侧墙;
在所述半导体衬底上、第一栅极上和侧墙上形成半导体材料层,所述半
导体材料层的上表面高于第一栅极上表面;
去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分;
在去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分后,对剩余的半导
体材料层部分进行回刻蚀,至去除覆盖在所述侧墙上的半导体材料层部分;
在对剩余半导体材料层部分进行回刻蚀后,对剩余半导体材料层部分进
行图形化,在所述第一栅极两侧的半导体衬底上形成两第一接出部;
对两第一接出部及其下的半导体衬底进行离子注入,在两第一接出部下
方的半导体衬底中形成第一源极和第一漏极。
2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,使用化学机械
研磨工艺,去除高于所述第一栅极上表面的半导体材料层部分。
3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述半导体材
料层的材料为多晶硅。
4.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述侧墙材料
为氧化硅。
5.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在所述第一栅
极侧壁形成侧墙的方法包括:
在所述半导体衬底上和第一栅极上形成侧墙材料层;
对所述侧墙材料层进行回刻蚀,至露出所述第一栅极的上表面。
6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在所述半导体
衬底上、第一栅极上和侧墙上形成半导体材料层之前,在所述第一栅极上
形成硬掩模层;
所述侧墙还位于所述硬掩模层侧壁。
7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一栅极
为高压晶体管中的栅极或低压晶体管中的栅极。
8.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在形成所述第
一栅极、第一源极和第一漏极时,同时在所述半导体衬底上形成第三栅极、
所述第三栅极两侧的第三源极和第三漏极;
所述第一栅极和第三栅极其中之一为高压晶体管中的栅极,另一为低
压晶体管中的栅极。
9.如权利要求8所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一栅极
为高压晶体管的栅极,在形成所述第一栅极之前,还包括:
对所述半导体衬底进行第一型离子注入以形成第一阱区,所述第一型离
子与半导体衬底的掺杂类型反型;
对第一阱区进行第二型离子注入以形成第二阱区,所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:洪波蔡建祥
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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