一种制造半导体器件的方法技术

本发明专利技术提供一种制造半导体器件的方法，在栅极外表面包覆具有不同选择蚀刻比的阻挡层，通过刻蚀去除不需要的阻挡层显漏需要的阻挡层后，对衬底进行掺杂，从而控制掺杂区的大小，降低MOS器件中的短沟道效应，降低工艺复杂性及成本。

A method of making semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
一种制造半导体器件的方法
本专利技术属于半导体集成电路领域，涉及一种制造半导体器件的方法。
技术介绍
随着集成电路工艺制程技术的不断发展，为了提高集成电路的集成度，同时提升器件的工作速度及降低器件的功耗，场效应晶体管器件(MOS，Metal-Oxide-Semiconductor)的特征尺寸不断缩小，MOS器件面临一系列的挑战。如MOS器件中的短沟道效应(SCE，Short-Channel-Effect)，它会造成阈值电压漂移、源-漏穿通、在较高漏压下造成漏极感应势垒降低(DIBL，Drain-Induction-Barrier-Lower)等特性，严重时甚至会造成MOS器件性能失效。为了减小短沟道效应，传统方法是通过在源、漏区掺入不同的杂质。然而在对源、漏区进行掺杂时，由于掺杂区的范围难以控制，常常会造成杂质掺入到栅极中，从而对抑制SCE起反作用。因此，如何提供一种制造半导体器件的方法，以有效控制掺杂区的范围，降低MOS器件中的短沟道效应，并降低工艺复杂性及成本，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种制造半导体器件的方法，用于解决现有技术中由于难以控制掺杂区的大小，使得MOS器件中的短沟道效应难以降低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：S1：提供一半导体结构，将所述半导体结构置于反应室中；所述半导体结构包括衬底、栅极、第一阻挡层及第二阻挡层；所述栅极包含栅极氧化层，所述栅极氧化层的底面与所述衬底的上表面相接触，所述第一阻挡层包覆所述栅极的侧面及顶面，所述第二阻挡层包覆所述第一阻挡层的外表面，所述第一阻挡层及第二阻挡层的底面与所述衬底的上表面相接触，且所述衬底、第一阻挡层及第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比；S2：在所述反应室中通入保护气体及刻蚀气体，通过调整所述刻蚀气体与源功率的范围，提高等向性刻蚀能力，使刻蚀后的所述第二阻挡层侧边的底部内缩形成开口，所述开口显漏所述第一阻挡层的部分底部侧面及被所述第二阻挡层覆盖的部分所述衬底；S3：在所述衬底中掺入杂质，形成掺杂区，所述掺杂区包含位于所述栅极两侧且不与所述第一阻挡层及第二阻挡层投影重合的第一掺杂区及通过所述开口延伸至所述第一阻挡层下方的第二掺杂区，在所述掺入杂质的过程中，所述第一阻挡层及第二阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方，其中，所述第一阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方，所述第二阻挡层用以降低所述第二掺杂区的掺杂浓度。优选地，相邻所述栅极之间形成有凹槽，在所述衬底上及所述栅极之间的所述凹槽的表面均覆盖有所述第二阻挡层及第一阻挡层。优选地，所述凹槽内还填充有第三阻挡层，所述第三阻挡层覆盖所述衬底不需要掺入杂质的部分，且所述第三阻挡层及与其相接触的所述第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比。优选地，所述第一阻挡层及第二阻挡层的组成包括氧化硅及氮化硅材料中的任意一种，所述第三阻挡层的组成包括光阻材料。优选地，所述刻蚀气体包括四氟甲烷、三氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、六氟乙烷、六氟化硫、全氟丙烷、八氟环丁烷、六氟丁二烯、八氟环戊烯所组成群组中的一种或两种以上。优选地，所述刻蚀气体包括四氟甲烷及三氟甲烷所组成的混合气体，其中，四氟甲烷的流量范围在20～60sccm，三氟甲烷的流量范围在20～60sccm。优选地，所述源功率范围在350～450W。优选地，所述保护气体包括氮气、氧气、氩气及氦气所组成群组中的一种或两种以上。优选地，所述保护气体包括氮气及氧气所组成的混合气体。优选地，所述第二阻挡层的厚度小于所述第一阻挡层的厚度，通过所述第二阻挡层的厚度控制所述第二掺杂区的范围。本专利技术还提供一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：S-a：提供一半导体结构，将所述半导体结构置于反应室中；所述半导体结构包括衬底、栅极、第一阻挡层及第二阻挡层；所述栅极包含栅极氧化层，所述栅极氧化层的底面与所述衬底的上表面相接触，所述第一阻挡层包覆所述栅极的侧面及顶面，所述第二阻挡层包覆所述第一阻挡层的外表面，所述第一阻挡层及第二阻挡层的底面与所述衬底的上表面相接触，且所述衬底、第一阻挡层及第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比；S-b：在所述反应室中通入保护气体及刻蚀气体，通过调整所述刻蚀气体与偏压功率的范围，提高非等向性刻蚀能力，使刻蚀后的所述第二阻挡层侧边的顶部与底部所形成的面与所述衬底的水平面之间的夹角概呈直角；S-c：在所述衬底中掺入杂质，形成掺杂区，所述掺杂区位于所述栅极两侧且不与所述第一阻挡层及第二阻挡层投影重合，所述掺杂区的内侧边缘至所述栅极的侧面的水平距离与所述第一阻挡层及所述第二阻挡层的总厚度概呈相等，在所述掺入杂质的过程中，所述第一阻挡层及第二阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方。优选地，相邻所述栅极之间形成有凹槽，在所述衬底上及所述栅极之间的所述凹槽的表面均覆盖有所述第二阻挡层及第一阻挡层。优选地，所述凹槽内还填充有第三阻挡层，所述第三阻挡层覆盖所述衬底不需要掺入杂质的部分，且所述第三阻挡层及与其相接触的所述第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比。优选地，所述第一阻挡层及第二阻挡层的组成包括氧化硅及氮化硅材料中的任意一种，所述第三阻挡层的组成包括光阻材料。优选地，所述刻蚀气体包括四氟甲烷、三氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、六氟乙烷、六氟化硫、全氟丙烷、八氟环丁烷、六氟丁二烯、八氟环戊烯所组成群组中的一种或两种以上。优选地，所述刻蚀气体包括四氟甲烷及三氟甲烷所组成的混合气体，其中，四氟甲烷的流量范围在20～60sccm，三氟甲烷的流量范围在20～60sccm。优选地，所述偏压功率范围在200～300W。优选地，所述保护气体包括氮气、氧气、氩气及氦气所组成群组中的一种或两种以上。优选地，所述保护气体包括氮气及氧气所组成的混合气体。优选地，所述第二阻挡层的厚度小于所述第一阻挡层的厚度，通过所述第一阻挡层及第二阻挡层的厚度控制所述掺杂区的范围。本专利技术还提供一种半导体器件，包括：衬底；栅极，所述栅极包含栅极氧化层，所述栅极氧化层的底面与所述衬底的上表面相接触；第一阻挡层，所述第一阻挡层包覆所述栅极的侧面及顶面，所述第一阻挡层的底面与所述衬底的上表面相接触；第二阻挡层，所述第二阻挡层包覆所述第一阻挡层的侧面，且所述第二阻挡层的底部内缩包含开口，所述开口显漏所述第一阻挡层的部分底部侧面及部分所述衬底，所述衬底、第一阻挡层及第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比；及掺杂区，所述掺杂区位于所述栅极两侧的所述衬底中，包含不与所述第一阻挡层及第二阻挡层投影重合的第一掺杂区及通过所述开口延伸至所述第一阻挡层下方的第二掺杂区，所述第二掺杂区的掺杂浓度小于所述第一掺杂区的掺杂浓度。优选地，相邻所述栅极之间还形成有凹槽，在所述衬底上及所述栅极之间的所述凹槽的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：提供一半导体结构，将所述半导体结构置于反应室中；所述半导体结构包括衬底、栅极、第一阻挡层及第二阻挡层；所述栅极包含栅极氧化层，所述栅极氧化层的底面与所述衬底的上表面相接触，所述第一阻挡层包覆所述栅极的侧面及顶面，所述第二阻挡层包覆所述第一阻挡层的外表面，所述第一阻挡层及第二阻挡层的底面与所述衬底的上表面相接触，且所述衬底、第一阻挡层及第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比；/nS2：在所述反应室中通入保护气体及刻蚀气体，通过调整所述刻蚀气体与源功率的范围，提高等向性刻蚀能力，使刻蚀后的所述第二阻挡层侧边的底部内缩形成开口，所述开口显露所述第一阻挡层的部分底部侧面及被所述第二阻挡层覆盖的部分所述衬底；/nS3：在所述衬底中掺入杂质，形成掺杂区，所述掺杂区包含位于所述栅极两侧且不与所述第一阻挡层及第二阻挡层投影重合的第一掺杂区及通过所述开口延伸至所述第一阻挡层下方的第二掺杂区，在所述掺入杂质的过程中，所述第一阻挡层及第二阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方，其中，所述第一阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方，所述第二阻挡层用以降低所述第二掺杂区的掺杂浓度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供一半导体结构，将所述半导体结构置于反应室中；所述半导体结构包括衬底、栅极、第一阻挡层及第二阻挡层；所述栅极包含栅极氧化层，所述栅极氧化层的底面与所述衬底的上表面相接触，所述第一阻挡层包覆所述栅极的侧面及顶面，所述第二阻挡层包覆所述第一阻挡层的外表面，所述第一阻挡层及第二阻挡层的底面与所述衬底的上表面相接触，且所述衬底、第一阻挡层及第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比；
S2：在所述反应室中通入保护气体及刻蚀气体，通过调整所述刻蚀气体与源功率的范围，提高等向性刻蚀能力，使刻蚀后的所述第二阻挡层侧边的底部内缩形成开口，所述开口显露所述第一阻挡层的部分底部侧面及被所述第二阻挡层覆盖的部分所述衬底；
S3：在所述衬底中掺入杂质，形成掺杂区，所述掺杂区包含位于所述栅极两侧且不与所述第一阻挡层及第二阻挡层投影重合的第一掺杂区及通过所述开口延伸至所述第一阻挡层下方的第二掺杂区，在所述掺入杂质的过程中，所述第一阻挡层及第二阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方，其中，所述第一阻挡层用以防止杂质掺入至所述栅极的下方，所述第二阻挡层用以降低所述第二掺杂区的掺杂浓度。


2.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：相邻所述栅极之间形成有凹槽，在所述衬底上及所述栅极之间的所述凹槽的表面均覆盖有所述第二阻挡层及第一阻挡层。


3.根据权利要求2所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述凹槽内还填充有第三阻挡层，所述第三阻挡层覆盖所述衬底不需要掺入杂质的部分，且所述第三阻挡层及与其相接触的所述第二阻挡层具有不同的选择蚀刻比。


4.根据权利要求3所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述第一阻挡层及第二阻挡层的组成包括氧化硅及氮化硅材料中的任意一种，所述第三阻挡层的组成包括光阻材料。


5.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述刻蚀气体包括四氟甲烷、三氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、六氟乙烷、六氟化硫、全氟丙烷、八氟环丁烷、六氟丁二烯、八氟环戊烯所组成群组中的一种或两种以上。


6.根据权利要求5所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述刻蚀气体包括四氟甲烷及三氟甲烷所组成的混合气体，其中，四氟甲烷的流量范围在20～60sccm，三氟甲烷的流量范围在20～60sccm。


7.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述源功率范围在350～450W。


8.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述保护气体包括氮气、氧气、氩气及氦气所组成群组中的一种或两种以上。


9.根据权利要求8所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述保护气体包括氮气及氧气所组成的混合气体。


10.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：所述第二阻挡层的厚度小于所述第一阻挡层的厚度，通过所述第二阻挡层的厚度控制所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34