半導體器件及其制作方法與流程

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體器件及其制作方法。

背景技術：
集成電路尤其超大規模集成電路的主要器件是金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOS晶體管），MOS晶體管的關鍵性能指標是驅動電流，驅動電流的大小取決于柵極電容，而柵極電容與柵極表面積成正比，與柵介質層厚度成反比，且與柵介質層的介電常數成正比。柵介質層厚度不能太小，否則柵極里摻入的硼離子等雜質會從柵極擴散到半導體襯底中或固定在柵介質層中，從而影響器件的閾值電壓。隨著集成電路制造技術的不斷發展，MOS晶體管的特征尺寸也越來越小，相對應地，柵極表面積越來越小，柵介質層的厚度也已經很薄，此時，只有通過提高柵介質層的介電常數來提高柵極電容以及降低等效氧化層厚度（EOT）。雖然可以直接采用高介電常數的材料作為柵介質層，但是其與現有工藝有較大差異，成本比較高，因此現有技術中一般仍采用二氧化硅作為柵介質層，在形成柵極之前，通過在二氧化硅中摻入氮使之成為致密的氮氧化硅來提高柵介質層的介電常數，且氮原子的摻入還能有效地抑制硼等柵極摻雜原子在柵介質層中的擴散，同時該工藝與現有工藝有良好的連續性和兼容性。參考圖1所示，現有技術中半導體器件一般包括：半導體襯底10；位于所述半導體襯底10上的柵介質層20，所述柵介質層20的材料為氮氧化硅；位于所述柵介質層20上的多晶硅柵30。所述多晶硅柵30多采用干法刻蝕工藝形成，在刻蝕過程中不可避免的要會損傷多晶硅柵30的表面，因此會采用快速熱氧化（RapidThermalOxidation，RTO）處理或水蒸氣氧化（ISSG）在多晶硅柵30的表面和柵介質層20的上表面會形成氧化層40，所述氧化層40的材料為二氧化硅，其用于修復所述多晶硅柵30的表面，同時可以保護多晶硅柵30不被氧化。但是，上述半導體器件的柵介質層20的介電常數容易發生偏移（shift），相應的，閾值電壓也會發生偏移，最終影響半導體器件的性能。更多關于氧化層的技術請參考公開號為CN101290880A的中國專利申請。因此，如何防止柵介質層的介電常數發生偏移就成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。

技術實現要素：
本發明解決的問題是提供一種半導體器件及其制作方法，可以避免柵介質層的介電常數發生偏移，最終提高半導體器件的性能。為解決上述問題，本發明提供了一種半導體器件，包括：半導體襯底；位于所述半導體襯底上的柵介質層，所述柵介質層的材料為氮氧化合物；位于所述柵介質層上的柵極；至少位于所述柵極側壁的氧化層，所述氧化層的材料為氮氧化硅。為解決上述問題，本發明還提供了一種半導體器件的制作方法，包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底上形成氮氧化合物材料的柵介質層；在所述柵介質層上形成多晶硅柵；至少在所述多晶硅柵側壁上形成氮氧化硅材料的氧化層。與現有技術相比，本發明技術方案具有以下優點：至少在柵極側壁形成氮氧化硅的氧化層，從而不會影響與氧化層接觸位置的柵介質層的介電常數，進而可以保證柵介質層的介電常數不會發生偏移，器件的閾值電壓不會發生偏移，最終可以提高半導體器件的性能。此外，由于氮氧化硅相比于二氧化硅更致密，因此氧化層還可以作為保護層，更好地防止氧化入侵。附圖說明圖1是現有技術中半導體器件的結構示意圖；圖2是本發明實施例中半導體器件的制作方法的流程示意圖；圖3至圖5是本發明實施例中半導體器件的制作方法的結構示意圖。具體實施方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。正如

背景技術：
部分所述，現有技術中柵介質層的介電常數容易發生偏移，從而降低了半導體器件的性能。發明人經過研究發現：繼續參考圖1所示，為了提高柵介質層20的介電常數為K1，在二氧化硅材料的柵介質層20中摻入了氮原子，使柵介質層20的材料變為氮氧化硅，即氮氧化硅的介電常數為K1。當在多晶硅柵30的表面和柵介質層20的上表面形成二氧化硅材料的氧化層40時，需要在高溫下在多晶硅柵30的表面和柵介質層20的上表面摻入氧原子，因此多晶硅柵30、柵介質層20和氧化層40三者相接觸位置的柵介質層20中氧的含量提高，氮的含量降低，甚至該位置的柵介質層20的材料可能會重新變為二氧化硅，多晶硅柵30中間位置對應的柵介質層20的材料不受影響，從而導致該位置的柵介質層20的介電常數會從K1降低至K2，而柵介質層20中間位置的介電常數仍為K1，最終導致多晶硅柵30下方的柵介質層20各位置的介電常數不同，即介電常數發生偏移，相應地，半導體器件的閾值電壓也發生偏移。針對上述問題，本發明提供了一種半導體器件及其制作方法，向柵極的表面和柵介質層的上表面通入氮原子和氧原子，將現有技術中氧化層的材料從氧化硅改為氮氧化硅，此時柵介質層的材料不會受到影響，進而柵介質層的介電常數不發生偏移，相對應地，半導體器件的閾值電壓也不會發生偏移，最終保證了半導體器件性能的穩定性。此外，由于氮原子的存在，氮氧化硅相對于二氧化硅更加致密，從而氧化層可以更好地起到保護柵極的作用。下面結合附圖進行詳細說明。參考圖2所示，本實施方式提供了一種半導體器件的制作方法，包括：步驟S1，提供半導體襯底；步驟S2，在所述半導體襯底上形成柵介質層；步驟S3，在所述柵介質層中摻入氮原子；步驟S4，在所述柵介質層上形成多晶硅柵；步驟S5，在所述多晶硅柵的表面形成氮氧化硅材料的氧化層。由于氧化層的材料為氮氧化硅，因此在形成氧化層的過程中，氮原子和氧原子會同時進入暴露在外的柵介質層中，從而柵介質層的介電常數不會受到影響，整個柵介質層的介電常數仍能保持一致，不會發生偏移。參考圖3所示，提供半導體襯底100。所述半導體襯底100用于為后續工藝提供工作平臺，其材料可以為硅、硅鍺、碳化硅、絕緣體上硅或III-V族化合物（氮化硅或砷化鎵等）。此外，所述半導體襯底100中還可以包括器件，如：電阻等；也可以包括隔離結構，如：淺溝槽隔離結構等。接著，在所述半導體襯底100上形成柵介質層200a。所述柵介質層200的材料可以為二氧化硅、二氧化鍺或氧化鋁。本實施例中所述半導體襯底100的材料為硅，柵介質層200a的材料為二氧化硅，從而可以采用原位水蒸氣氧化的方法在半導體...