CMOS器件及其制作方法技术

本申请公开了一种CMOS器件及其制作方法。该制作方法包括：提供形成有栅极结构的衬底，在衬底上形成钨插塞，得到预备衬底；在预备衬底上形成金属互连层，进而形成CMOS器件；其中，在预备衬底上形成金属互连层的步骤之前，对预备衬底进行UV照射，和/或在预备衬底上形成金属互连层的步骤之后，对形成有金属互连层的预备衬底进行UV照射。该方法中，在形成有栅极结构的衬底上先形成钨插塞，再在得到的预备衬底上形成金属互连层。在形成金属互连层的步骤之前和/或之后，对基体进行UV照射，能够起到钝化栅极介质层中硅悬挂键的作用，从而能够减轻栅极介质层因硅悬挂键导致的漏电流、磁滞效应等问题。

CMOS device and manufacturing method thereof

The invention discloses a CMOS device and a manufacturing method thereof. The production method includes: providing a substrate gate structure, forming a tungsten plug on the substrate, prepare the substrate; forming a metal interconnection layer on the preliminary substrate, and the formation of CMOS devices; among them, before forming a metal interconnection layer step in the preparation of the substrate, the substrate was prepared after UV irradiation, and / or on the preliminary substrate forming a metal interconnection layer step for substrate metal interconnection layer on the formation of UV radiation. In the method, a tungsten plug is formed on a substrate having a gate structure, and a metal interconnect layer is formed on the prepared substrate. Before the step of forming a metal interconnection layer and / or after UV irradiation on the substrate, a gate dielectric layer can play a passive role in silicon dangling bonds, thereby reducing the gate dielectric layer for silicon dangling bond leads to the leakage current, hysteresis effect etc..

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体制作领域，具体而言，涉及一种CMOS器件及其制作方法。
技术介绍
在集成电路制造领域，互补型金属氧化物半导体晶体管(CMOS)普遍使用在超大规模集成电路的制造过程中。传统的互补型金属氧化物半导体晶体管的结构主要包括：衬底，形成在衬底上的栅极结构、形成在栅极结构上方的钨插塞以及形成在钨插塞上方的金属互连层等。其中，栅极结构主要包括位于衬底中的源漏极、位于衬底上方的栅极及位于栅极和衬底之间的栅极介质层等。随着半导体制造技术的不断进步，互补型金属氧化物半导体晶体管中栅极结构的尺寸也越来越小，对于栅极结构中栅极介质层的性能要求也越来越高。目前，栅极介质层的材料主要为二氧化硅，而二氧化硅栅极介质层表面不可避免会存在一些硅悬挂键。且硅悬挂键会导致栅极介质层出现漏电流、磁滞效应等缺陷，从而影响栅极介质层的性能，甚至整个互补型金属氧化物半导体晶体管的电性能。基于上述原因，如何减少栅极介质层中的硅悬挂键，提高栅极介质层的性能已成为CMOS器件制作领域急需解决的问题。
技术实现思路
本申请旨在提供一种半导体器件及其制作方法，以解决现有技术中CMOS器件栅极介质层存在硅悬挂键导致其性能下降的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种CMOS器件的制作方法，其包括以下步骤：提供形成有栅极结构的衬底，在衬底上形成钨插塞，得到预备衬底；在预备衬底上形成金属互连层，进而形成CMOS器件；其中，在预备衬底上形成金属互连层的步骤之前，对预备衬底进行UV照射，和/或在预备衬底上形成金属互连层的步骤之后，对形成有金属互连层的预备衬底进行UV照射。进一步地，在衬底上形成钨插塞的步骤之后，还包括：对形成有钨插塞的衬底进行热退火处理，得到预备衬底。进一步地，上述UV照射的步骤中，采用波长为100～300nm的紫外线进行照射。进一步地，上述UV照射的温度为100～300℃。进一步地，上述UV照射的处理时间为1～10min。进一步地，上述紫外线的光强度为2000～6000W。进一步地，上述对形成有钨插塞的衬底进行热退火处理的步骤中，热退火气氛为氢气或氘气。进一步地，上述热退火处理的步骤中，热退火温度为400～800℃。进一步地，上述对预备衬底进行热退火处理的步骤中，热退火处理的时间为0.5～10h。根据本申请的另一方面，提供了一种CMOS器件，该CMOS器件是由上述的制作方法制作而成。应用本申请的，本申请所提供的上述制作方法中，在形成有栅极结构的衬底上先形成钨插塞，再在预备衬底上形成金属互连层。在形成金属互连层的步骤之前和/或之后，对基体进行UV照射处理，能够起到钝化栅极介质层中硅悬挂键的作用，从而能够减轻栅极介质层因硅悬挂键导致的漏电流、磁滞效应等问题。依此方法制作形成的CMOS器件，其具有较高的综合性能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了根据本申请一种实施方式中CMOS器件的制作方法的工艺步骤图；图2示出了根据本申请另一种实施方式中CMOS器件的制作方法的工艺步骤图；图3示出了根据本申请又一种实施方式中CMOS器件的制作方法的工艺步骤图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。正如
技术介绍
部分所描述的，现有的CMOS器件的栅极介质层存在硅悬挂键所导致的性能下降的问题。为了解决这一问题，本申请申请人提供了一种CMOS器件的制作方法，其包括以下步骤：提供形成有栅极结构的衬底，在衬底上形成钨插塞，得到预备衬底；在预备衬底上形成金属互连层，进而形成CMOS器件；其中，如图1所示，在预备衬底上形成金属互连层的步骤之前，对预备衬底进行UV照射。或者，如图2所示，在预备衬底上形成金属互连层的步骤之后，对形成有金属互连层的预备衬底进行UV照射。或者，如图3所示，在预备衬底上形成金属互连层的步骤之前，对预备衬底进行UV照射，并在预备衬底上形成金属互连层的步骤之后，对形成有金属互连层的过渡衬底进行UV照射。上述的“栅极结构”具有其常规意义，该结构包括形成浅沟槽隔离区、浅沟槽隔离区之间的阱区、源漏极、栅极及位于栅极与衬底之间的栅极介质层等。本申请所提供的上述制作方法中，在形成有栅极结构的衬底上先形成钨插塞，再在预备衬底上形成金属互连层。在形成金属互连层的步骤之前和/或之后，对基体进行UV照射处理，能够起到钝化栅极介质层表面的悬挂键的作用，从而能够减轻栅极介质层因硅悬挂键导致的漏电流、磁滞效应等问题。依此方法制作形成的CMOS器件，其具有较高的综合性能。下面将更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。首先，提供形成有栅极结构的衬底，在衬底上形成钨插塞，得到预备衬底。形成栅极结构、钨插塞的方法采用本领域技术人员所惯用的方法即可。例如：在衬底上形成栅极介质层和栅极，在栅极的量测形成栅极侧墙，并在栅极两侧的衬底中形成源漏极。其中，栅极结构中各部分的的形成方法和材料均为本领域技术人员熟知，如栅极侧墙采用绝缘介质材料，栅极介质层采用二氧化硅作为材料等，在此不再赘述。形成钨插塞的方法也可以是本领域技术人员所惯用的方法，比如：在上述形成有栅极结构的衬底的上方先形成介质层，刻蚀介质层形成接触孔，在接触孔里沉积金属钨进而形成钨插塞。在一种优选的实施方式中，在衬底上形成钨插塞的步骤之后，还包括：对形成有钨插塞的衬底进行热退火处理，得到预备衬底。在衬底上形成钨插塞的步骤之后，进一步对形成有钨插塞的衬底进行热退火处理，能够进一步钝化二氧化硅栅极介质层中的硅悬挂键。同时，相比于在形成栅极介质层或整个栅极结构之后对基体进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CMOS器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供形成有栅极结构的衬底，在所述衬底上形成钨插塞，得到预备衬底；在所述预备衬底上形成金属互连层，进而形成所述CMOS器件；其中，在所述预备衬底上形成金属互连层的步骤之前，对所述预备衬底进行UV照射；和/或在所述预备衬底上形成金属互连层的步骤之后，对形成有所述金属互连层的所述预备衬底进行所述UV照射。

【技术特征摘要】
1.一种CMOS器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供形成有栅极结构的衬底，在所述衬底上形成钨插塞，得到预备衬底；在所述预备衬底上形成金属互连层，进而形成所述CMOS器件；其中，在所述预备衬底上形成金属互连层的步骤之前，对所述预备衬底进行UV照射；和/或在所述预备衬底上形成金属互连层的步骤之后，对形成有所述金属互连层的所述预备衬底进行所述UV照射。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述衬底上形成所述钨插塞的步骤之后，还包括：对形成有所述钨插塞的所述衬底进行热退火处理，得到所述预备衬底。3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述UV照射的步骤中，采用波长为100～300nm的紫外线进行照射。4.根据权利要求3所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘达，刘磊，高健，金霞，王岗，
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