場效應晶體管的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種場效應晶體管的制造方法，先形成側墻，然后進行源/漏(S/D)注入工藝形成重摻雜的漏極區和源極區，接著再進行輕摻雜漏注入工藝形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區，相對于傳統的做法改變了工藝次序，因而形成重摻雜的漏極區和源極區、形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區這兩個步驟可以共用一個光刻膠。相對于傳統做法而言，本方法可以省略一次的光刻和去膠步驟，而僅僅多了一步去除側墻的步驟，因而本方法可以降低工藝的復雜程度，縮短生產周期，提高生產效率，并且節約產品制造成本。
【專利說明】
場效應晶體管的制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體器件技術領域，特別涉及一種場效應晶體管的制造方法。
【背景技術】
[0002]制造MOS管(金屬-氧化物-半導體場效應晶體管，Metal OxideSemiconductor)，一種傳統的做法是:先進行輕摻雜漏注入工藝形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區，然后形成側墻，接著再進行源/漏注入工藝形成重摻雜的漏極區和源極區。然而，這種傳統做法需要用到多次光刻和去膠步驟，制造工藝比較復雜，生產周期比較長，多次光刻和去膠步驟也導致產品制造成本較高。
【發明內容】
[0003]為了解決【背景技術】提到的制造工藝比較復雜、生產周期比較長和產品制造成本較高等問題中的至少一個，本發明提供一種場效應晶體管的制造方法。
[0004]為了實現上述目的，本發明提出一種場效應晶體管的制造方法，包括以下步驟:提供襯底；在所述襯底上形成柵極；在所述襯底上形成柵極的側墻；進行源/漏注入工藝；去除所述側墻；進行輕摻雜漏注入工藝。
[0005]在其中一個實施例中，在所述襯底上形成柵極的步驟包括:在所述襯底上形成多晶娃層；在所述多晶娃層上形成金屬娃化物層。
[0006]在其中一個實施例中，所述金屬硅化物層包括硅化鎢。
[0007]在其中一個實施例中，在所述襯底上形成柵極的步驟包括:在所述襯底上形成多晶硅層，所述多晶硅層的厚度范圍是2500埃至4000埃。
[0008]在其中一個實施例中，形成的所述多晶硅的厚度為3500埃。
[0009]在其中一個實施例中，進行源/漏注入工藝時，在所述襯底表面涂抹光刻膠并顯影，去除包括覆蓋所述柵極在內的有源區表面的光刻膠。
[0010]在其中一個實施例中，所述側墻包括隔離介質層和側墻介質層，在所述襯底上形成柵極的側墻的步驟包括:在所述襯底上形成隔離介質層；在所述隔離介質層上形成側墻介質層。
[0011 ] 在其中一個實施例中，所述隔離介質層包括正硅酸乙酯。
[0012]在其中一個實施例中，所述側墻介質層包括氮化硅。
[0013]在其中一個實施例中，采用干法刻蝕工藝去除所述側墻。
[0014]上述場效應晶體管的制造方法，先形成側墻，然后進行源/漏注入工藝形成重摻雜的漏極區和源極區，接著再進行輕摻雜漏注入工藝形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區，相對于傳統的做法改變了工藝次序，因而源/漏注入工藝和輕摻雜漏注入工藝這兩個步驟可以共用一個光刻膠。相對于傳統做法而言，本方法可以省略一次的光刻和去膠步驟，而僅僅多了一步去除側墻的步驟，因而本方法可以降低工藝的復雜程度，縮短生產周期，提高生產效率，并且節約產品制造成本。
[0015]采用本方法制造出來的產品，雖然相對于傳統的產品缺少了側墻，但是側墻的主要作用在于形成重摻雜的漏極區和源極區時雜質注入的對準，防止在進行源/漏(S/D)注入工藝時大劑量雜質過于接近溝道以致可能發生源漏穿通，對柵極的保護作用為次要作用，采用本方法制造出來的產品是在實現雜質注入時的對準后才去除側墻，所以采用本方法制造出來的產品與傳統方法制造出來的產品電學性能基本一致。
【附圖說明】
[0016]圖1是場效應晶體管的制造方法的流程圖；
[0017]圖2是形成棚■極后的場效應晶體管不意圖；
[0018]圖3是形成隔尚介質層和側墻介質層后的場效應晶體管不意圖；
[0019]圖4是形成側墻后的場效應晶體管不意圖；
[0020]圖5是形成重摻雜的漏極區和源極區后的場效應晶體管示意圖；
[0021]圖6是形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區后的場效應晶體管示意圖；
[0022]圖7是去除光刻膠后的場效應晶體管示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0024]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0025]制造MOS管一種傳統的做法是:先進行源/漏注入工藝形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區，然后形成側墻，接著再進行源/漏注入工藝形成重摻雜的漏極區和源極區。這種做法，好處在于保留了側墻，該側墻對柵極起到一定的保護作用。然而，側墻的主要作用在于形成重摻雜的漏極區和源極區時雜質注入的對準，對柵極的保護作用為次要作用。這種傳統做法需要用到多次光刻和去膠步驟，制造工藝比較復雜，生產周期比較長，多次光刻和去膠步驟也導致產品制造成本較高。以下描述一種制造工藝比較簡單、生產周期比較短和產品制造成本較低的場效應晶體管的制造方法。
[0026]下面結合附圖，對該方法的【具體實施方式】進行詳細描述，以制作N型場效應晶體管為例。
[0027]圖1是場效應晶體管的制造方法的流程圖。
[0028]一種場效應晶體管的制造方法，包括步驟:
[0029]步驟SllO:提供襯底100。該襯底可為硅或含硅的P型襯底，例如包括硅晶圓的單層硅襯底，或者包括其他多層結構和硅層的襯底。一般地，場效應晶體管的柵極之下應該包括一層柵氧化層，因而該襯底100應該還包括一層柵氧化層(圖未示)。
[0030]步驟S120:在襯底100上形成柵極200。柵極200可以是單層多晶硅結構，也可以是包含有多晶硅層的多層結構。在以下說明中，柵極200為雙層結構，分別為多晶硅層210以及位于多晶硅層210上的金屬硅化物層220。
[0031 ] 在襯底100上形成柵極200的步驟包括:
[0032]步驟1:在襯底100上形成多晶硅層210。可以通過熱化學氣相沉積工藝形成多晶娃層210。多晶娃層210可以是摻雜的多晶娃層，使用娃源和含有摻雜源的氣體混合物一起發生反應而沉積多晶硅層210，也可以先沉積未摻雜的多晶硅層再將該多晶硅層暴露于含有摻雜源的氣體混合物中而形成多晶硅層210。
[0033]步驟2:在多晶硅層210上形成金屬硅化物層220。可以通過熱化學氣相沉積工藝形成金屬硅化物層220。金屬硅化物層220包括硅化鎢。在其他實施例中，金屬硅化物層220還可以用金屬或金屬的其他化合物來代替。又或者，金屬硅化物層220可以包含多層結構，該多層結構可以包括硅化鎢層、金屬層和金屬的其他化合物層中的至少兩種。例如金屬層可以是鎢層，金屬的其他化合物層可以是氮化鎢層。
[0034]如果柵極200是單層多晶硅結構，則僅需進行步驟I。
[0035]圖2是形成柵極后的場效應晶體管示意圖。
[0036]柵極200形成后，接著進行步驟S130。
[0037]步驟S130:在襯底100上柵極200的側邊形成柵極200的側墻300。側墻300包括隔離介質層310和側墻介質層320，在襯底100上形成柵極200的側墻300的步驟包括:
[0038]步驟1:在襯底100上形成隔離介質層310。隔離介質層310可以認為是英式叫法中的offset spacer。可以通過化學氣相沉積工藝形成隔離介質層310。隔離介質層310為絕緣層，例如可以是正硅酸乙酯(Ethylsilicate，TE0S)。隔離介質層310的厚度介乎350埃?500埃之間，優選為400埃。
[0039]步驟2:在隔離介質層310上形成側墻介質層320。側墻介質層320可以認為是英文叫法中的spacer。可以通過化學氣相沉積工藝形成側墻介質層320，側墻介質層320可以是氮化硅。側墻介質層320的厚度介乎1000埃?1500埃之間，優選為1175埃。
[0040]圖3是形成隔離介質層和側墻介質層后的場效應晶體管示意圖。
[0041]側墻300在本方法流程中的主要作用在于:起到阻擋作用，即對準作用，避免輕摻雜漏極注入區510和源極注入區520在即將進行的步驟S140中受到重摻雜雜質的影響，防止在進行源/漏(S/D)注入工藝時大劑量雜質過于接近溝道以致可能發生源漏穿通。
[0042]圖4是形成側墻后的場效應晶體管不意圖。
[0043]側墻300形成后，接著進行步驟S140。
[0044]步驟S140:進行源/漏(S/D)注入工藝，在襯底100上側墻300的側邊形成重摻雜的漏極區410和源極區420。首先形成光刻膠600 (例如NSD光刻膠)并光刻，然后保留光刻膠600，再注入N型雜質(例如磷雜質)，以在側墻300的側邊分別形成重摻雜的漏極區410 (漏極)和源極區420 (源極)。形成光刻膠600具體為在襯底100表面涂抹光刻膠600并顯影，光刻去除包括覆蓋柵極200、即將形成的漏極區410和源極區420、即將形成的輕摻雜漏極注入區510和源極注入區520在內的有源區表面的光刻膠。然后保留剩余的光刻膠并帶膠進行源/漏(S/D)注入工藝。
[0045]需要注意的是，如果柵極200是單層多晶硅結構，厚度一般介乎2500埃?4000埃之間，最佳厚度為3200埃，源/漏(S/D)注入工藝的工藝步驟同S140。
[0046]圖5是形成重摻雜的漏極區和源極區后的場效應晶體管示意圖。
[0047]形成重摻雜的漏極區410和源極區420后，保留進行源/漏(S/D)注入工藝形成重摻雜的漏極區410和源極區420時所用到的光刻膠600，接著直接進行步驟S150。
[0048]步驟S150:去除側墻300。利用干法刻蝕工藝去除側墻300，此時襯底100便暴露出即將在步驟S160中需要進行輕摻雜漏注入工藝(LDD，即lightly doped drain，例如N型雜質輕摻雜漏極注入NLDD)工藝的區域，即后面形成的輕摻雜漏極注入區510和源極注入區520。
[0049]去除側墻300后，接著進行步驟S160。
[0050]步驟S160:在襯底100上柵極200的側邊通過LDD工藝形成輕摻雜漏極注入區510和源極注入區520。輕摻雜漏極注入區510和源極注入區520位于柵極200和漏極區410之間的襯底100表層，以及柵極200和源極區420之間的襯底100表層。光刻膠600在本步驟中依然可以存在，因此此時進行LDD工藝也會對重摻雜的漏極區410和源極區420有所摻雜，但是對其影響不大。
[0051]在進行LDD工藝時，例如NLDD工藝時，需要摻雜N型雜質，此時需要在N型雜質源中還伴有P型的雜質(也即英文叫法中的pocket)，以減弱漏源穿通效應(punch through)和短溝效應。
[0052]圖6是形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區后的場效應晶體管示意圖。
[0053]至此，在漏極源極之間便形成具有濃度梯度的結構，對于N型場效應晶體管而言，即形成了具有NSD/NLDD濃度梯度的結構。
[0054]在襯底100上柵極200的側邊形成輕摻雜漏極注入區500的步驟后，還應該包括步驟:去除形成重摻雜的漏極區410和源極區420時所用到的光刻膠600，即去除步驟S140中剩余的光刻膠。可以采用干法和/或濕法刻蝕工藝去除光刻膠600。圖7是去除光刻膠后的場效應晶體管示意圖。
[0055]可以理解，上述場效應晶體管的制造方法，僅描述一些主要步驟，并不代表制造場效應晶體管的所有步驟。圖2?圖7中的圖示也是對場效應晶體管的一些主要結構的簡單示例，并不代表場效應晶體管的全部結構。
[0056]上述場效應晶體管的制造方法，先形成側墻，然后進行源/漏(S/D)注入工藝形成重摻雜的漏極區和源極區，接著再進行輕摻雜漏注入工藝形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區，相對于傳統的做法改變了工藝次序，因而形成重摻雜的漏極區和源極區、形成輕摻雜漏極注入區和源極注入區這兩個步驟可以共用一個光刻膠。相對于傳統做法而言，本方法可以省略一次的光刻和去膠步驟，而僅僅多了一步去除側墻的步驟，因而本方法可以降低工藝的復雜程度，縮短生產周期，提高生產效率，并且節約產品制造成本。
[0057]采用本方法制造出來的產品，雖然相對于傳統的產品缺少了側墻，但是側墻的主要作用在于形成重摻雜的漏極區和源極區時雜質注入的對準，防止在進行源/漏(S/D)注入工藝時大劑量雜質過于接近溝道以致可能發生源漏穿通，對柵極的保護作用為次要作用，采用本方法制造出來的產品是在實現雜質注入時的對準后才去除側墻，所以采用本方法制造出來的產品與傳統方法制造出來的產品電學性能基本一致。
[0058]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種場效應晶體管的制造方法，其特征在于，包括步驟: 提供襯底； 在所述襯底上形成柵極； 在所述襯底上形成柵極的側墻； 進行源/漏注入工藝； 去除所述側墻； 進行輕摻雜漏注入工藝。2.根據權利要求1所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在所述襯底上形成柵極的步驟包括: 在所述襯底上形成多晶硅層； 在所述多晶硅層上形成金屬硅化物層。3.根據權利要求2所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述金屬硅化物層包括娃化媽。4.根據權利要求1所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在所述襯底上形成柵極的步驟包括: 在所述襯底上形成多晶硅層，所述多晶硅層的厚度范圍是2500埃至4000埃。5.根據權利要求4所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，形成的所述多晶硅的厚度為3500埃。6.根據權利要求1所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，進行源/漏注入工藝時，在所述襯底表面涂抹光刻膠并顯影，去除包括覆蓋所述柵極在內的有源區表面的光刻膠。7.根據權利要求1所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述側墻包括隔離介質層和側墻介質層，在所述襯底上形成柵極的側墻的步驟包括: 在所述襯底上形成隔離介質層； 在所述隔離介質層上形成側墻介質層。8.根據權利要求7所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述隔離介質層包括正硅酸乙酯。9.根據權利要求7所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，所述側墻介質層包括氮化硅。10.根據權利要求1所述的場效應晶體管的制造方法，其特征在于，采用干法刻蝕工藝去除所述側墻。
【文檔編號】H01L21/336GK105870017SQ201510032619
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月22日
【發明人】陳淑嫻, 肖魁
【申請人】無錫華潤上華半導體有限公司