利用侧壁聚合物栅极结构形成轻掺杂漏极的方法技术

本发明专利技术是提供一种利用侧壁聚合物栅极结构形成轻掺杂漏极的方法，其是在一基底表面形成一栅氧化层与多晶硅栅极后，在栅极两旁形成一侧壁聚合物，再以该栅极及侧壁聚合物为屏蔽，进行一浅离子植入步骤，利用该侧壁聚合物的宽度，在侧壁聚合物外的基底中形成一浅离子掺杂区，让浅离子掺杂区在后续的热制程中，横向扩散至侧壁聚合物下方的基底，以形成轻掺杂漏极结构。故可确保栅极下方的信道长度，减少多晶硅栅极与浅离子掺杂区的电容，并可防止击穿效应的产生，使得当组件尺寸缩小的情况下，仍可保持组件的特性，提升产品的合格率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种半导体组件的制造方法，特别是有关于一种利用侧壁聚合物(sidewall polymer)栅极结构形成轻掺杂漏极(1ightly doped drain，LDD)的方法，以准确控制信道长度。
技术介绍
当组件尺寸缩小使得信道长度亦相对缩减，但信道长度变短所产生的问题便会发生，此现象称为短信道效应(short channel effect)。而习知解决短信道所造成的热电子效应的方法请参阅图1A所示，在一基底10上形成有一栅氧化层12与一多晶硅栅极14，再以该多晶硅栅极14为屏蔽，对该基底10进行浅离子植入，以形成浅离子掺杂区16，此即做为轻掺杂漏极(LDD)之用。而后再于该多晶硅栅极14二侧的基底10上形成栅极间隙壁(spacer)18，如图1B所示，以该栅极14及该间隙壁18为屏蔽，进行源极与漏极的深掺杂，以形成深离子掺杂区，以分别作为源极20与漏极22，其中在该浅离子掺杂区16内未被深离子掺杂的地方即为LDD 24结构。然而，该LDD 24在后续的热制程中，因加热的原因常常会使LDD 24的离子横向扩散，如图1C所示，扩散至多晶硅栅极14下方的位置，侵入信道区而缩短了信道的长度，此现象会造成漏电流(leakage current)、击穿效应(punch through effect)及多晶硅栅极与浅离子掺杂区的寄生电容(parasiticcapacitor)等短信道效应(short channel effect)，这个短信道效应在次微米制程中(小于0.15μm制程)特别显著。因此在面临组件积集度越来越高，制程的线宽愈来愈小的情况下，后续热制程对LDD所造成的横向扩散，不仅缩短了信道距离，更会进一步形成组件的短信道效应，影响组件的稳定性，将使得难以制作较小的半导体组件，而降低组件的合格率及电性品质。因此，本专利技术即在针对上述的缺失，提出一种利用侧壁聚合物栅极结构形成LDD的方法，以有效克服传统方式的缺失。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在提供一种利用侧壁聚合物栅极结构形成LDD的方法，其是可准确控制多晶硅栅极下方的信道长度，使其可有效应用在次微米的半导体制程中。本专利技术的次要目的是在提供一种利用侧壁聚合物栅极结构形成LDD的方法，以减少短信道效应的发生，并增进组件的特性及电性品质。本专利技术的再一目的是在提供一种利用侧壁聚合物栅极结构形成LDD的方法，使得当组件尺寸缩小的情况下，仍可保持组件的特性，以利于组件的制造并提升产品的合格率为达到上述的目的，本专利技术是在一基底表面完成栅氧化层与多晶硅栅极后，在多晶硅栅极两旁形成一侧壁聚合物，然后进行一浅离子植入步骤，以在基底中形成一浅离子掺杂区，在后续热制程中，由于已预留了侧壁聚合物的宽度，因此该浅离子掺杂区只会横向扩散至侧壁聚合物下方的基底，而不会扩散至多晶硅栅极下方。以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1A至图lC为已知制作LDD的剖面示意图。图2A至图2F为本专利技术制作LDD的剖面示意图。具体实施方式本专利技术是在基底上预先形成的一侧壁聚合物(sidewall)，使其在形成浅离子掺杂区后，经热制程时，浅离子掺杂区仅横向扩散至侧壁聚合物下方的基底，于形成LDD结构时，可精确控制信道的长度，有效解决半导体制程中常见的短信道效应。图2A至图2F分别为本专利技术的较佳实施例制作LDD的各步骤剖面示意图；如图所示，本专利技术的制造方法是包括有下列步骤首先，请参阅图2A所示，在一基底20上利用热氧化法形成一栅氧化层22；然后在栅氧化层22上，利用化学气相沉积法(CVD)沉积一多晶硅层24，利用微影蚀刻技术蚀去该多晶硅层24，以定义形成一栅极堆栈结构26。接着请参阅图2B，在基底20表面沉积一层聚合物，利用蚀刻技术对该聚合物进行垂直单向性的回蚀刻，蚀刻除去多晶硅层24与基底20的部份聚合物，以在该栅极堆栈结构26两旁各形成一侧壁聚合物28的结构。然后如图2C所示，利用栅极堆栈结构26与侧壁聚合物28为屏蔽，进行一浅离子掺杂制程，离子植入的角度是垂直于基底20(即以0度角)，在栅极堆栈结构26与侧壁聚合物28两侧的基底20内，形成一浅离子掺杂区30，其中该浅离子掺杂区30的离子种类可为磷离子或硼离子。进行一热制程，如快速热回火(RTA)，使浅离子掺杂区30横向扩散，同时可对离子掺杂时受损的晶格进行修复，使植入的离子均匀分布。如图2D所示，扩散的范围将只到侧壁聚合物28的位置，即栅极堆栈结构26的边缘，该横向扩散的区域以做为LDD之用；接着请参阅图2E，以该栅极堆栈结构26与侧壁聚合物28为屏蔽，在该基底20中进行深离子掺杂步骤，以形成深离子掺杂区，分别作为源极32与漏极34，其中在该浅离子掺杂区30内未被深离子掺杂的位置即为LDD 36的结构。请参阅图2F，再利用稀释的氢氟酸去除该侧壁聚合物28，并继续其它半导体制程，以完成半导体结构。因此，本专利技术在栅极堆栈结构旁形成侧壁聚合物的方法，可广泛应用在半导体制程中，先在栅极两旁形成侧壁聚合物，即预留后续热制程中浅离子掺杂区扩散的距离，可确保栅极下方的信道长度，有效减少浅离子掺杂区因热制程产生的横向扩散，而缩短信道距离的问题，不仅可减少多晶硅栅极与浅离子掺杂区间的寄生电容，更可防止短信道效应产生的击穿现象与漏电流的情况发生，藉此增加产品的特性及电性品质，以提升产品的合格率。以上所述的实施例仅是为说明本专利技术的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，当不能以的限定本专利技术的专利范围，即大凡依本专利技术所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本专利技术的专利范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用侧壁聚合物栅极结构形成轻掺杂漏极的方法，其特征是包括下列步骤： 提供一基底，其上已形成有一栅氧化层及多晶硅栅极； 于该多晶硅栅极两侧形成一侧壁聚合物； 以该栅极与侧壁聚合物为屏蔽，在该基底内进行一浅离子植入，使其在该侧壁聚合物两侧的基底中，形成浅离子掺杂区；及 利用热制程，使得该浅离子掺杂区横向扩散至该侧壁聚合物下方的该基底中，以形成轻掺杂漏极结构。

【技术特征摘要】
1.一种利用侧壁聚合物栅极结构形成轻掺杂漏极的方法，其特征是包括下列步骤提供一基底，其上已形成有一栅氧化层及多晶硅栅极；于该多晶硅栅极两侧形成一侧壁聚合物；以该栅极与侧壁聚合物为屏蔽，在该基底内进行一浅离子植入，使其在该侧壁聚合物两侧的基底中，形成浅离子掺杂区；及利用热制程，使得该浅离子掺杂区横向扩散至该侧壁聚合物下方的该基底中，以形成轻掺杂漏极结构。2.根据权利要求1所述的利用侧壁聚合物栅极结构形成轻掺杂漏极的方法，其特征是该浅离子植入是以垂直该基底的角度进行掺杂。3.根据权利要求1所述的利用侧壁聚合物栅极结构形成轻掺杂漏极的方法，其特征是在形成该浅离子掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡孟锦，金平中，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]