在半导体基材上形成金氧半导体元件的方法技术

本发明专利技术是有关于一种在半导体基材上形成金氧半导体元件的方法，至少包括：形成一栅极结构于半导体基材上；将复数个离子植入半导体基材中以形成一或复数个轻掺杂漏极结构邻近于上述的栅极结构；在低于一门槛温度的第一温度下对半导体基材进行热处理，以修补离子植入对半导体基材所造成的损伤，其中在此门槛温度以下不会发生轻掺杂漏极结构的实质暂态快速扩散；形成复数个侧壁间隙壁于半导体基材上的栅极结构的复数个侧壁；以及形成复数个源极与漏极区在邻近于栅极结构的半导体基材中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体处理科技，特别是涉及一种暂态加速扩散(Transient Enhanced Diffusion; TED)降低的金氧半导体(MOS)元件的制造方 法。
技术介绍
在金氧半导体元件的栅极宽度随着半导体科技的尺寸而缩减下，介于 其源极与漏极之间的通道长度也随之缩减。通道长度的缩减已经引发一些 严重问题，例如热载子效应，而会降低元件的效能,并造成元件损坏。为补 救这样的问题,已发展出不同的漏极结构,例如轻掺杂漏极(LDD)结构。轻掺 杂漏极结构充当寄生电阻，并吸收金氧半导体元件内的一些能量，介以降 低通道区的最大能量。能量的缩减会降低热电子的生成，而妨碍金氧半导 体元件的性能。一般是借由将离子植入于半导体基材中的一或多个特定区域中来制作 轻掺杂漏极结构。在植入过程中，可能会使半导体基材产生缺陷与损害。若 未修复这些缺陷与损伤，许多掺杂区，例如源极/漏极区、轻掺杂漏极区与 口袋植入区等的边界可因称为暂态快速扩散效应的影响而显著扩展，其中 暂态快速扩散效应通常是半导体基材在离子植入后在特定温度以上的环境 下进行回火所造成。举例而言，在形成侧壁间隙壁时，在60(TC至80(TC的 温度范围下对半导体基材进行热处理。此温度引发暂态快速扩散效应，而 对掺杂区造成不希望的边界偏移。如此一来，将增加这些掺杂区的各个接 面之间的寄生电容，而降低金氧半导体元件的效能。为了消减暂态快速扩散效应，通常会在轻掺杂漏极结构一形成后立即 进行已知的快速热回火制程(RTA或RTP)的高温回火制程，借以修补离子植 入所造成的损伤。然而，利用传统的快速热回火制程来修补植入损伤与降 低暂态快速扩散效应，会引发热扩散的新问题。在快速热回火制程期间,是 在温度高于800。C的环境下对半导体基材进行热处理。这样的高温将造成热 扩散，而增加基材的掺杂区的接合深度。此增加的接合深度会限制金氧半 导体元件的性能。因此，在半导体处理科技的
中，亟需可抑制暂态快速扩散效 应并可降低热扩散的轻掺杂漏极结构的制造方法，以改善金氧半导体元件 的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，其是在栅极结构的侧壁间隙壁形成前，在温度低于轻掺杂漏极结构 的会发生实质暂态快速扩散的门槛温度下，进行热处理以修补离子植入半 导体基材时所造成的损伤。由于在这样的温度范围下，可避免暂态快速扩 散效应，并可同时修补离子植入所造成的损伤，因此已形成的各个掺杂区本专利技术的另一目的在于，提供一种，可避免掺杂区产生不合需求的边界偏移，因此不仅可有效降低 半导体基材中的掺杂区之间的寄生电阻值，更可维持通道区的有效面积,进 而可提升金氧半导体元件的效能。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本专利技术提出的一种，至少包括以下步骤形成一栅极结构于该半导体基材上；将复数个离子植入该半导 体基材中，以形成一或复数个轻掺杂漏极结构邻近于该栅极结构；在低于 一门搵温度的一第一温度下对该半导体基材进行热处理，以修补离子植入 对该半导体基材所造成的损伤，其中在该门槛温度以下不会发生该轻掺杂 漏极结构的实质暂态快速扩散；形成复数个侧壁间隙壁于该半导体基材上的该栅极结构的复数个侧壁；以及形成复数个源极与漏极区在邻近于该栅 极结构的该半导体基材中。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的，其中所述的门槛 温度为600 ℃。前述的，其中在该第一温度下对该半导体基材进行热处理，且该第一温度介于实质450℃与实质600℃之间。前述的，其中对该半导体基材进行热处理直至离子植入该半导体基材所造成的损伤受到实质修补。前述的，其中对该半导体基材进行实质10分钟至实质240分钟的热处理。前述的，其中所述侧壁间隙壁是在一第二温度下形成，且该第二温度高于该门槛温度。前述的，其更至少包括形成一或复数个口袋植入区于所述源极与漏极区下。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种，至少包括以下步骤形成一栅极结构于该半导体基材上；将复数个离子植入该半导体基材中,以形成一或复数个轻掺杂漏极结构 邻近于该栅极结构；在低于600℃的一温度下对该半导体基材进行热处理，以修补离子植入对该半导体基材所造成的损伤；形成复数个侧壁间隙壁于该半导体基材上的该栅极结构的复数个侧壁；以及形成复数个源极与漏极区在邻近于该栅极结构的该半导体基材中。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的，其中在该温度下 对该半导体基材进行热处理，且该温度介于实质450℃与实质600℃之间。前述的，其中对该半导体 基材进行热处理直至离子植入该半导体基材所造成的损伤受到实质修补。前述的，其中对该半导体 基材进行实质10分钟至实质240分钟的热处理。前述的，其中所述侧壁间 隙壁是在低于600℃的温度下形成。前述的，更至少包括形成 一或复数个口袋植入区于所述源极与漏极区下。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依 据本专利技术提出的 一种，至少包 括以下步骤形成一栅极结构在该半导体基材上；将复数个离子植入该半 导体基材中，以形成一或复数个轻掺杂漏极结构邻近于该栅极结构；在低 于600℃的一温度下对该半导体基材进行实质10分钟至实质240分钟的热 处理，以修补离子植入对该半导体基材所造成的损伤；形成复数个侧壁间 隙壁于该半导体基材上的该栅极结构的复数个侧壁；以及形成复数个源极 与漏极区在邻近于该栅极结构的该半导体基材中。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的，其中在该温度下 对该半导体基材进行热处理，且该温度介于实质450℃与实质600℃之间。前述的，其中所述侧壁间 隙壁是在低于600℃的温度下形成。前述的，更至少包括形成 一或复数个口袋植入区在所述源极与漏极区下。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本专利技术的主要
技术实现思路
如下本专利技术的揭露一种在半导体基材上形成 金氧半导体元件的方法。在本专利技术的一实施例中，此方法包括下列步骤形成一栅极结构于半导体基材上；将复数个离子植入半导体基材中以形成 一或复数个轻掺杂漏极结构邻近于上述的栅极结构；在低于一门槛温度的 一第一温度下对半导体基材进行热处理，以修补离子植入对半导体基材所 造成的损伤，其中在此门槛温度以下不会发生轻掺杂漏极结构的实质暂态 快速扩散；形成复数个侧壁间隙壁于半导体基材上的栅极结构的复数个侧 壁；以及形成复数个源极与漏极区在邻近于栅极结构的半导体基材中。借由上述技术方案，本专利技术在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法至少具有下列优点及有益效果一、 本专利技术在栅极结构的侧壁间隙壁形成前，在温度低于轻掺杂漏极 结构的会发生实质暂态快速扩散的门槛温度下，进行热处理以修补离子植 入半导体基材时所造成的损伤。由于在这样的温度范围下，可避免暂态快 速扩散效应，并可同时修补离子植入所造成的损伤，因此已形成的各个掺杂区将不会因为后续任何回火制程而更深入地扩散至半导体基材中.二、 本专利技术可避免掺杂区产生不合需求的边界偏移，因此不仅可有效 降低半导体基材中的掺杂区之间的寄生电阻值，更可维持通道区的有效面 积，进而可提升金氧半导体元件的效能。综上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在半导体基材上形成金氧半导体元件的方法，其特征在于其至少包括以下步骤：形成一栅极结构于该半导体基材上；将复数个离子植入该半导体基材中，以形成一或复数个轻掺杂漏极结构邻近于该栅极结构；在低于一门槛温度的一第一温度下对该半导体基材进行热处理，以修补离子植入对该半导体基材所造成的损伤，其中在该门槛温度以下不会发生该轻掺杂漏极结构的实质暂态快速扩散；形成复数个侧壁间隙壁于该半导体基材上的该栅极结构的复数个侧壁；以及形成复数个源极与漏极区在邻近于该栅极结构的该半导体基材中。

【技术特征摘要】
US 2006-12-21 11/644,0771. 一种在半导体基材上形成金氧半导体元件的方法，其特征在于其至少包括以下步骤形成一栅极结构于该半导体基材上；将复数个离子植入该半导体基材中，以形成一或复数个轻掺杂漏极结构邻近于该栅极结构；在低于一门槛温度的一第一温度下对该半导体基材进行热处理，以修补离子植入对该半导体基材所造成的损伤，其中在该门槛温度以下不会发生该轻掺杂漏极结构的实质暂态快速扩散；形成复数个侧壁间隙壁于该半导体基材上的该栅极结构的复数个侧壁；以及形成复数个源极与漏极区在邻近于该栅极结构的该半导体基材中。2. 根据权利要求1所述的在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法，其特征在于其中该门槛温度为600°C。3. 根据权利要求1所述的在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法，其特征在于其中在该第一温度下对该半导体基材进行热处理，且该第 一温度介于实质450。C与实质60(TC之间。4. 根据权利要求1所述的在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法，其特征在于其中对该半导体基材进行热处理直至离子植入该半导体基 材所造成的损伤受到实质修补。5. 根据权利要求1所述的在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法，其特征在于其中对该半导体基材进行实质10分钟至实质240分钟的热 处理。6. 根据权利要求1所述的在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法，其特征在于其中所述侧壁间隙壁是在一第二温度下形成，且该第二温 度高于该门槛温度。7. 根据权利要求1所述的在半导体基材上形成金氧半导体元件的方 法，其特征在于更至少包括形成一或复数个口袋植入区于所述源极与漏极 区下。8. —种在半导体基材上形成金氧半导体元件的方法，其特征在于其至 少包括以下步骤形成一栅极结构于该半导体基材上；将复数个离子植入该半导体基材中，以形成一或复数个轻掺杂漏极结构 邻近于该栅极结构；在低于600。C的一温度下对该半导体基材进行热处理,以修补离子植入 对该半导体基材所造成的损伤；形成复数个侧壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄焕宗，冯家馨，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]