摻雜柵極和源漏極的方法及半導體器件的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造領域，具體而言，涉及一種摻雜柵極和源漏極的方法及半 導體器件的制備方法。
【背景技術】
[0002] 在半導體的制造過程中，通常包括在襯底上形成柵極和在柵極兩側形成源漏極的 步驟，而在形成柵極（多晶硅材料制成的柵極）和源漏極的步驟中通常采用摻雜工藝進行。 在實際操作的過程中，往往需要使柵極的摻雜濃度高于源漏極的摻雜濃度。為了實現(xiàn)這一 目的，目前摻雜形成柵極和源漏極的方法主要包括以下步驟：1、在襯底上形成多晶硅層，對 多晶硅層進行離子注入；2、在離子注入后進行快速退火處理，以提高多晶硅層中晶粒的完 整性和密度；3、利用光刻、刻蝕工藝形成柵極，利用沉積、刻蝕工藝形成側壁層；4、對柵極 和柵極兩側的襯底進行離子注入，形成源漏極。
[0003] 然而，上述摻雜過程中，在第一次離子注入后進行快速退火處理，所注入的離子會 在快速熱退火過程中促進多晶硅層中的多晶硅晶粒長大，晶粒的體積增大，會使晶粒之間 的縫隙相應增大。同時，隨著尺寸的縮小，半導體襯底上的柵極線寬也隨之減小。兩方面的 因素下，在對柵極和柵極兩側的襯底進行離子注入時，極易使柵極中的離子穿過晶粒之間 的縫隙進入下方的襯底中。從而導致源漏極之間的距離變短，出現(xiàn)交疊電容變大、芯片工作 速度變慢的問題。嚴重時，從柵極擴散至襯底中的離子會導致源漏極導通，產生隧穿效應。
[0004] 由此可見，目前雖然能夠使半導體襯底中的柵極和源漏極具有不同的摻雜濃度， 但極易導致源漏極產生隧穿效應，從而降低半導體芯片的質量。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明旨在提供一種摻雜柵極和源漏極的方法及半導體器件的制備方法，以解決 現(xiàn)有技術中源漏極易導通而產生的隧穿效應。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種摻雜柵極和源漏極的方 法，其包括以下步驟：提供形成有預備柵極的襯底；快速熱退火處理形成有預備柵極的襯 底；在襯底表面上，形成環(huán)繞預備柵極設置的抗反射層；對預備柵極進行第一次離子注入， 形成過渡柵極；去除抗反射層，對過渡柵極和過渡柵極兩側的襯底進行第二次離子注入，以 形成柵極和位于柵極兩側的源極和漏極；其中，抗反射層為固體抗反射層。
[0007] 進一步地，形成抗反射層的步驟包括：在襯底上形成覆蓋預備柵極的預備抗反射 層；以及去除位于預備柵極上方的預備抗反射層，形成抗反射層。
[0008] 進一步地，去除位于預備柵極上方的預備抗反射層的步驟中，平坦化處理形成上 表面與預備柵極的上表面平齊的抗反射層。
[0009] 進一步地，上述預備抗反射層的厚度為2000~5:M0A。
[0010] 進一步地，在形成抗反射層的步驟前，還包括在預備柵極的側壁上形成側壁層的 步驟。
[0011] 進一步地，上述抗反射層的材料不同于側壁層的材料。
[0012] 進一步地，上述抗反射層為通過化學氣相沉積法形成的氧化物層、氮氧化物層或 石墨層，優(yōu)選氧化物層為二氧化硅層，氮氧化物層為氮氧化硅層。
[0013] 進一步地，去除抗反射層的方法為干法刻蝕、濕法刻蝕，或者干法刻蝕與濕法刻蝕 混用。
[0014] 進一步地，上述第一次離子注入和第二次離子注入的步驟中，所注入的離子為N 型元素或P型元素；優(yōu)選N型元素為磷或砷，優(yōu)選P型元素為硼或銦。
[0015] 進一步地，上述第一次離子注入的能量范圍為lOOOev~lOOOOev;第二次離子注 入的能量范圍小于25000ev。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導體器件的制備方法，包括摻雜柵極和源 漏極的步驟，其中，摻雜柵極和源漏極的步驟中，采用的是上述的摻雜柵極和源漏極的方 法。
[0017] 應用本發(fā)明的摻雜柵極和源漏極的方法及半導體器件的制備方法，通過在環(huán)繞預 備柵極的襯底上方形成抗反射層，以在第一次離子注入過程中，利用該抗反射層阻止離子 進入預備柵極兩側的襯底中，而僅進入預備柵極中形成過渡柵極。待第一次離子注入結束 后，將抗反射層去除，能夠在第二次離子注入過程中使離子同時進入過渡柵極和其兩側的 襯底中，形成柵極和源漏極。上述過程中，兩次離子注入時均對預備柵極進行了摻雜，而僅 在第二次離子注入時進行了源漏極的摻雜，進而達到使柵極中的離子摻雜濃度大于源漏極 的摻雜濃度的目的。同時，本申請上述摻雜柵極和源漏極的方法中，將快速熱退火處理的步 驟設定在進行第一次離子注入之前進行。此時，快速熱退火處理的執(zhí)行有利于防止預備柵 極中晶粒長大、晶粒之間出現(xiàn)較大的縫隙，從而有利于避免所注入的離子穿過縫隙進入襯 底，使源漏極出現(xiàn)導通而發(fā)生隧穿效應。
【附圖說明】
[0018] 構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本申請的示 意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0019] 圖1示出了本申請一種實施方式中摻雜柵極和源漏極的方法的工藝步驟流程示 意圖；
[0020] 圖2至圖9示出了本申請一種實施方式中摻雜柵極和源漏極的方法中各步驟所形 成的基體剖面結構示意圖；
[0021] 圖2示出了形成有預備柵極的襯底的基體的剖面結構示意圖；
[0022] 圖3示出了在圖2所示的預備柵極的側壁上形成側壁層后的基體的剖面結構示意 圖；
[0023] 圖4示出了在圖3所示的襯底表面上，形成環(huán)繞所述預備柵極設置的抗反射層后 的基體的剖面結構示意圖；
[0024] 圖4-1示出了在圖3所示的襯底10上形成覆蓋預備柵極20"的預備抗反射層30' 后的基體的剖面結構示意圖；
[0025] 圖5示出了在圖4所示的基體上對預備柵極20"進行第一次離子注入時的基體的 剖面結構示意圖；
[0026] 圖6示出了在圖4所示的基體上對預備柵極20"進行第一次離子注入后的基體的 剖面結構示意圖；
[0027] 圖7示出了去除圖6所示結構中抗反射層后的基體的剖面結構示意圖；
[0028] 圖8示出了在圖7所示的基體上對過渡柵極20'和過渡柵極20'兩側的襯底10 進行第二次離子注入時的基體的剖面結構示意圖；以及
[0029] 圖9示出了在圖7所示的基體上對過渡柵極20'和過渡柵極20'兩側的襯底10 進行第二次離子注入后的基體的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0031] 需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬于"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0032] 為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特 征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位 之外的在使