專利名稱：半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體器件制造方法。
背景技術(shù)：
金屬硅化物在VLSI/ULSI器件技術(shù)中起著非常重要的作用。自對(duì)準(zhǔn)硅化物 (Salicide)工藝已經(jīng)成為近期在超高速CMOS邏輯大規(guī)模集成電路中形成金屬硅化物的關(guān)鍵制造工藝之一，它給高性能邏輯器件的制造提供了諸多好處。該工藝同時(shí)減小了源/漏極和柵極的薄膜電阻，降低了接觸電阻，并縮短了與柵極相關(guān)的RC延遲。在自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)中， 在柵極、源極和漏極上形成金屬，金屬與半導(dǎo)體例如硅的反應(yīng)生成物即金屬硅化物。但是， 傳統(tǒng)的金屬硅化物形成方法有一些缺點(diǎn)，例如在形成高性能PMOS裝置時(shí)，源極和漏極通常由硅鍺構(gòu)成，由于硅鍺金屬化合物的形成不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)鍺聚集(aggregation)現(xiàn)象，形成于硅化物上的硅化物區(qū)通常比較粗糙并且，使金屬與硅發(fā)生反應(yīng)的快速熱退火的工藝過高。為此，業(yè)界通常在柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物步驟之前，增加前非晶化注入(Pre-amorphization implantation, PAI)工藝。具體請(qǐng)參考圖IA至圖1C，其為現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。參照?qǐng)D1A，首先，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100上形成有柵極110，所述柵極110兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成有源極120和漏極130，所述源極120和漏極130兩側(cè)形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI) 140，所述柵極110包括柵極氧化層111以及覆蓋柵極氧化層 111的柵極電極112。接著，可在半導(dǎo)體襯底100上形成了自對(duì)準(zhǔn)阻擋層(未圖示)，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層會(huì)將柵極、源極和漏極暴露出來，并且覆蓋能夠與金屬反應(yīng)但卻不希望形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物的區(qū)域，以防止該區(qū)域與金屬發(fā)生反應(yīng)。參照?qǐng)D1B，然后，執(zhí)行前非晶化離子注入工藝150，該前非晶化注入工藝150可以提供分散鍺的功能，并使得由硅鍺形成的源漏極表面的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，即在源極120 中形成非晶區(qū)121、在漏極130中形成非晶區(qū)131 ；此外，該前非晶化注入步驟還可降低后續(xù)進(jìn)行的快速熱退火工藝的溫度，使得快速熱退火工藝順利進(jìn)行，進(jìn)而提高產(chǎn)品的性能。隨后，需濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底100，該濕法清洗工藝也被稱為預(yù)清洗工藝，該濕法清洗工藝可將半導(dǎo)體襯底100上形成的自然氧化層全部去除，確保最終形成的金屬硅化物的質(zhì)量。參照?qǐng)D1C，最后，在柵極110、源極120和漏極130表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物160。通?？衫靡韵虏襟E形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物首先，在半導(dǎo)體襯底100上沉積金屬，由于自對(duì)準(zhǔn)阻擋層起到掩膜的作用，因此所述金屬只會(huì)與柵極110、源極120、漏極130發(fā)生反應(yīng)；然后，執(zhí)行快速熱退火工藝，使得與柵極110、源極120和漏極130接觸的金屬與下方的硅發(fā)生反應(yīng)， 進(jìn)而在柵極110、源極120和漏極130表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物160 ；接下來，去除未與硅發(fā)生反應(yīng)的剩余金屬以及自對(duì)準(zhǔn)阻擋層。
然而，現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件制造方法存在以下缺點(diǎn)該前非晶化注入工藝將源極和漏極表面的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)的同時(shí)，也使得淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)140被非晶化，導(dǎo)致該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)140非常薄弱，使得進(jìn)行濕法清洗工藝時(shí)，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)140的刻蝕速率加快，導(dǎo)致該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)被過度的腐蝕，將導(dǎo)致漏電流增加，影響半導(dǎo)體器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，以解決現(xiàn)有的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)被過度腐蝕，導(dǎo)致漏電流增加的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極，所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成有源極和漏極，所述源極和漏極兩側(cè)形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；執(zhí)行前非晶化離子注入工藝；執(zhí)行氧離子處理工藝；濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底；在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件制造方法中，所述氧離子處理工藝的氧離子是由氧氣、臭氧、一氧化氮或一氧化二氮中一種或其組合產(chǎn)生的。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件制造方法中，在執(zhí)行前非晶化離子注入工藝之前，還包括在半導(dǎo)體襯底上形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層具有暴露所述柵極、源極和漏極的開口。在所述半導(dǎo)體襯底上形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層的步驟包括形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面的自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜；刻蝕所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜以形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層。所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜的材料為硅氧化物、硅氮化物中的一種或其組合?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件制造方法中，所述前非晶化離子注入工藝的注入離子選自氖、氬、氪、氙、銻、硅、鍺、氮、氟或碳中的一種或其組合?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件制造方法中，采用稀釋的氫氟酸溶液濕法清洗所述半導(dǎo)體對(duì)底。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件制造方法中，在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物的步驟包括在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬；執(zhí)行快速熱退火工藝，以在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。所述金屬的材料選自鎳、鉬、鈀、釩、鈦、鉭、鐿以及鋯中的一種或其組合。在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬之前，還包括干法清洗所述半導(dǎo)體襯底。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在執(zhí)行前非晶化離子注入工藝之后、在濕法清洗半導(dǎo)體襯底之前，增加了氧離子處理的步驟，該氧離子處理工藝可修復(fù)由前非晶化離子注入工藝導(dǎo)致的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的損傷，使得在進(jìn)行濕法清洗工藝時(shí)，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的不會(huì)被過度的腐蝕，能夠避免漏電流的增加，提高半導(dǎo)體器件的性能。


圖IA IC為現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的流程圖；圖3A 3D為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心思想在于，提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，該方法在執(zhí)行前非晶化離子注入工藝之后，在濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底之前，增加了氧離子處理的步驟，該氧離子處理工藝可修復(fù)由前非晶化離子注入工藝導(dǎo)致的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的損傷，使得在進(jìn)行濕法清洗步驟時(shí)，該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的邊緣不會(huì)被過度的損失，能夠避免漏電流的增加，提高半導(dǎo)體器件的性能。請(qǐng)參考圖2，其為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造方法的流程圖，結(jié)合該圖，該方法包括以下步驟步驟S200，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極，所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成有源極和漏極，源極和漏極兩側(cè)形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；步驟S210，執(zhí)行前非晶化離子注入工藝；步驟S220，執(zhí)行氧離子處理工藝；步驟S230，濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底；步驟S240，在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件制造方法特別適用于特征尺寸在90nm及以下的半導(dǎo)體器件的制造，所述半導(dǎo)體器件不僅是MOS晶體管，還可以是CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件)中的PMOS晶體管和NMOS晶體管。下面將結(jié)合剖面示意圖對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道， 而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。參照?qǐng)D3A，并結(jié)合步驟S200，首先，提供半導(dǎo)體襯底300，所述半導(dǎo)體襯底300上形成有柵極310，所述柵極310兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成有源極320和漏極330，所述源極 320和漏極330兩側(cè)形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340。 其中，半導(dǎo)體襯底300可以是單晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺，也可以是絕緣體上硅(SOI)， 或者還可以包括其它材料。所述柵極310可包括在半導(dǎo)體襯底300表面形成的柵極氧化層 311以及覆蓋柵極氧化層311的柵極電極312。所述柵極310側(cè)壁還可形成有間隙壁。在本實(shí)施例中，源極320和漏極330可由硅鍺組成，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340的材質(zhì)例如是氧化硅。在執(zhí)行前非晶化離子注入工藝之前，可先在半導(dǎo)體襯底300上形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層 (未圖示)，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層具有暴露所述柵極、源極和漏極的開口，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層可將不需要形成金屬硅化物但卻會(huì)與金屬反應(yīng)的區(qū)域遮擋住，防止該區(qū)域與金屬發(fā)生不希望的反應(yīng)。進(jìn)一步的，可通過以下步驟形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層首先，形成覆蓋半導(dǎo)體襯底300 表面的自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜；然后，刻蝕所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜，以形成具有開口的自對(duì)準(zhǔn)阻擋層，所述開口將需要形成金屬硅化物的區(qū)域暴露出來。在本實(shí)施例中，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜的材料可以為硅氧化物、硅氮化物中的一種或其組合，可采用化學(xué)氣相沉積或熱氧化方式形成，其厚度例如在20A至200A之間。參照?qǐng)D3B，并結(jié)合步驟S210，接著，執(zhí)行前非晶化離子注入工藝350，該前非晶化注入工藝使得由硅鍺形成的源極和漏極表面的一部分區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，即在源極320中形成非晶區(qū)321，并在漏極330中形成非晶區(qū)331 ；并且，該前非晶化注入工藝還可降低后續(xù)進(jìn)行的快速熱退火工藝的溫度，使得快速熱退火工藝順利進(jìn)行，進(jìn)而提高產(chǎn)品的性能。然而，經(jīng)本申請(qǐng)的發(fā)明人長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行該非晶化離子注入工藝時(shí)，不可避免的，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340也會(huì)被損傷到，若不進(jìn)行有效地修復(fù)，在后續(xù)的濕法清洗步驟中，該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340的刻蝕速率將大大增加，使得淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340被過分的損失，增加漏電流，影響半導(dǎo)體器件的性能。其中，該前非晶化離子注入工藝的注入離子可以選自氖、氬、氪、氙、銻、硅、鍺、氮、 氟或碳中的一種或其組合。該前非晶化離子注入工藝所形成的非晶化區(qū)域的厚度優(yōu)選為與后續(xù)的金屬硅化物形成步驟中金屬與硅反應(yīng)的厚度接近，例如，可以在20A至300A之間。 該前非晶化離子注入工藝的注入能量可以在5KeV至30KeV之間，注入劑量可以大于IO15原子/平方厘米?？梢岳斫獾氖?，上述數(shù)值并不用于限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際的器件要求做相應(yīng)的調(diào)整。參照?qǐng)D3C，并結(jié)合步驟S220，接著，執(zhí)行氧離子處理工藝370，該氧離子處理工藝可修復(fù)由前非晶化離子注入工藝導(dǎo)致的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的損傷，使得在進(jìn)行濕法清洗時(shí)， 淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340不會(huì)被過分腐蝕，減少淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)340的損失，避免漏電流的增力口，提高半導(dǎo)體器件的性能。其中，所述氧離子處理工藝的氧離子可由氧氣(O2)、臭氧(O3)、一氧化氮(NO)或一氧化二氮(N2O)氣體中一種或其任意組合產(chǎn)生，當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于上述描述的氣體， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述描述，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改、替換和變形?？衫蒙漕l(RF)或直流(DC)的方式，或者電子回旋共振(ECR)離子源來產(chǎn)生氧離子。其中，該氧離子處理工藝的處理時(shí)間可以在5秒至300秒之間，進(jìn)行氧離子處理時(shí)半導(dǎo)體襯底的溫度可以在0度至600度之間。需要說明的是，本發(fā)明不對(duì)上述氧離子處理工藝的氧離子產(chǎn)生方式及具體工藝參數(shù)做限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)半導(dǎo)體襯底的尺寸、 產(chǎn)生氧離子機(jī)臺(tái)的實(shí)際情況、所使用的氣體源等情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲知相應(yīng)的工藝參數(shù)。隨后，執(zhí)行步驟S230，即濕法清洗半導(dǎo)體襯底300，該濕法清洗工藝可將半導(dǎo)體襯底上形成的自然氧化層全部去除，確保后續(xù)形成的金屬硅化物的質(zhì)量；由于本發(fā)明執(zhí)行了離子處理工藝，修復(fù)了淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的損傷，在進(jìn)行該步驟時(shí)，不會(huì)過分腐蝕掉淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，可采用稀釋的氫氟酸溶液濕法清洗半導(dǎo)體襯底，該稀釋的氫氟酸溶液的濃度和濕法清洗的時(shí)間可根據(jù)要去除的氧化層厚度來確定。參照?qǐng)D3D，并結(jié)合步驟S240，隨后，在柵極310、源極320和漏極330表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物360。優(yōu)選的，可通過以下步驟形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物首先，在半導(dǎo)體襯底300上沉積金屬，由于自對(duì)準(zhǔn)阻擋層起到掩膜的作用，金屬只會(huì)與柵極310、源極320、漏極330發(fā)生反應(yīng)， 其余的金屬僅覆蓋自對(duì)準(zhǔn)阻擋層以及不會(huì)與金屬反應(yīng)的區(qū)域；之后，執(zhí)行快速熱退火工藝， 使得與柵極310、源極320和漏極330接觸的金屬與下方的硅發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而在柵極310、源極320和漏極330表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物；其后，去除未發(fā)生反應(yīng)的剩余金屬，并對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行清洗，在柵極310、源極320和漏極330表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物360。其中，所述金屬的材料可選自鎳、鉬、鈀、釩、鈦、鉭、鐿以及鋯中的一種或其組合?？蛇x的，在半導(dǎo)體襯底300上沉積金屬之前，還可先干法原位清洗半導(dǎo)體襯底 300，以確保半導(dǎo)體襯底300表面的潔凈度，進(jìn)而確保沉積的金屬的質(zhì)量。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極，所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成有源極和漏極，所述源極和漏極兩側(cè)形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；執(zhí)行前非晶化離子注入工藝；執(zhí)行氧離子處理工藝；濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底；在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述氧離子處理工藝的氧離子是由氧氣、臭氧、一氧化氮或一氧化二氮中一種或其組合產(chǎn)生的。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在執(zhí)行前非晶化離子注入工藝之前，還包括在所述半導(dǎo)體襯底上形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層具有暴露所述柵極、源極和漏極的開口。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在所述半導(dǎo)體對(duì)底上形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層的步驟包括形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面的自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜；刻蝕所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜以形成自對(duì)準(zhǔn)阻擋層。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述自對(duì)準(zhǔn)阻擋層薄膜的材料為硅氧化物、硅氮化物中的一種或其組合。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述前非晶化離子注入工藝的注入離子選自氖、氬、氪、氙、銻、硅、鍺、氮、氟或碳中的一種或其組合。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，采用稀釋的氫氟酸溶液濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物的步驟包括在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬；執(zhí)行快速熱退火工藝，以在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，所述金屬的材料選自鎳、 鉬、鈀、釩、鈦、鉭、鐿以及鋯中的一種或其組合。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于，在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬之前，還包括干法原位清洗所述半導(dǎo)體襯底。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極，所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中形成有源極和漏極，所述源極和漏極兩側(cè)形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；執(zhí)行前非晶化離子注入工藝；執(zhí)行氧離子處理工藝；濕法清洗所述半導(dǎo)體襯底；在所述柵極、源極和漏極表面形成自對(duì)準(zhǔn)硅化物。該氧離子處理工藝可修復(fù)由前非晶化離子注入工藝導(dǎo)致的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的損傷，使得在進(jìn)行濕法清洗步驟時(shí)，該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的邊緣不會(huì)被損失掉，能夠避免漏電流的增加，提高半導(dǎo)體器件的性能。
文檔編號(hào)H01L21/762GK102468172SQ201010543458
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者葉彬, 徐偉中, 馬桂英 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司