藉由闸极镶嵌的自动对准通道布植被提升的源极/汲极制程

摘要

本发明乃揭示一种藉由闸极镶嵌的自动对准通道布植被提升的源极／汲极制程，其特征主要是将调整闸极起始电压用的通道区局限于复晶矽闸电极底下之基底内，如此便可排除源极／汲极之电容被提高的可能。此外，本发明乃利用镶嵌制程来制造复晶矽闸电极，如此不仅可减少被去除的复晶矽量，且本发明利用化学机械研磨法来取代知定义复晶矽闸电极时所使用的蚀刻法，故可得到结构完美的复晶矽闸电极，而不会使基底表面受损。此外，根据本发明所揭示之制程，因制程中定义闸极时已蚀刻至矽基底，因此闸极区低于源极／汲极低，故源极／汲极端便有较多的矽可供矽化金属形成，而不会影响接面深度，且所获得的自我对准矽化金属可提升源极／汲极之功效。因此，根据本发明所揭示的此整合自动对准通道以及镶嵌闸极之自我对准矽化金属制程便可被应用到深次微米的制程上。

主权项

1.一种藉由闸极镶嵌的自动对准通道布植被提升的源极/汲极制程,其步骤包括:(a)提供一第一型半导体基底;(b)依序形成一垫层、一氮化层以及一第一氧化层于该基底上;(c)在闸极预定处定义出一贯穿该第一氧化层层、该氮化层以及该垫层之沟渠,且该沟渠之表面略低于该基底;(d)在该沟渠所露出之基底表面形成一第二氧化层;(e)以第二型杂质进行通道布植步骤,使第二型杂质可经由该沟渠进入该第一型半导体基底内,并且在该第二氧化层下之基底中形成一调整闸极起始电压用的自动对准通道区;(f)利用斜角度布植法将第二型杂质布植进入该沟渠内,并于该沟渠之角落形成一LDD扩散区;(g)利用侧壁子制程于该沟渠之内壁形成一绝缘侧壁子,且该沟渠之底部有部分的第一薄氧化层在此步骤中被蚀刻去除;(h)于该沟渠之底部形成一闸极氧化层;(i)沉积一复晶矽层于该氧化层表面,并且将该沟渠填满;(j)去除位在该氮化层表面之多余复晶矽层,形成一镶嵌状复晶矽闸电极,完成一由该镶嵌状复晶矽闸电极和该闸极氧化层所构成之镶嵌闸极;(k)依序蚀刻去除该第二氧化层、该氮化层以及该垫层;(l)进行源极/汲极布値步骤,使第二型杂质被布植进入该基底内,并且在邻接该LDD扩散区之位置形成一源极/汲极扩散区;以及(m)于该复晶矽闸电极和该源极/汲极表面形成分别形成一第一和第二自我对准矽化金属层。2.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该第一型为P型,而该第二型为N型。3.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该第一型为N型,而该第二型为P型。4.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该氮化层为厚度约10-500埃之氮化矽层。5.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该第一氧化层为厚度约10-500埃之氧化矽层。6.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该第二氧化层为厚度约500-2500埃之氧化矽层。7.如申请专利范围第6项所述之制程,其中该第二氧化层系利用化学气相沉积法形成。8.如申请专利范围第6项所述之制程,其中该第二氧化层系利用热氧化法形成。9.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该步骤(e)进行通道布植时所用之杂质能量为1-200keV,且杂质之布植剂量为110^|1^|5-110^|1^|1atoms/cm^|2。10.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该步骤(f)进行斜角度LDD布植时之杂质能量为1-200keV,布植剂量为510^|1^|5-110^|1^|2atoms/cm^|2,且布植角度为3-30度。11.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该步骤(l)进行源极/汲极布値时所用的杂质能量为1-200keV,且布植之剂量为510^|1^|5-110^|1^|2atoms/cm^|2。12.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该步骤(j)是利用化学机械研磨法来去除多余的复晶矽层。13.如申请专利范围第1项所述之制程,其中该步骤(m)包括下列步骤:形成一耐热金属层适顺性地覆盖该镶嵌闸极以及该基底表面;进行快速热退火处理,使得耐热金属与该镶嵌闸极表面之复晶矽电极和该源极/汲极扩散区表面之矽基底产生矽化反应;选择性蚀刻去除未产生矽化反应之耐热金属层;以及于该复晶矽电极和该源极/汲极表面分别形成一第一和第二自我对准矽化金属层。14.如申请专利范围第13项所述之制程,其中该耐热金属系选自钛、钴、镍、铂及钯所构成之族群。15.如申请专利范围第13项所述之制程,其中该快速热退火处理时之条件系于温度范围300-1200℃之环境中,进行为时5-180秒之热退火处理。16.一种藉由闸极镶嵌的自动对准通道布植被提升的源极/汲极制程,其步骤包括:(a)提供一第一型半导体基底;(b)依序形成一垫层、一氮化层以及一第一氧化层于该基底上;(c)在闸极预定处定义出一贯穿该第一氧化层层、该氮化层以及该垫层之沟渠,且该沟渠之表面略低于该基底;(d)在该沟渠所露出之基底表面形成一第二氧化层;(e)以第二型杂质进行通道布植步骤,使第二型杂质可经由该沟渠进入该第一型半导体基底内,并且在该第二氧化层下之基底中形成一调整闸极起始电压用的自动对准通道区;(f)利用侧壁子制程于该沟渠之内壁形成一绝缘侧壁子,且该沟渠之底部有部分的第一薄氧化层在此步骤中被蚀刻去除;(g)于该沟渠之底部形成一闸极氧化层;(h)沉积一复晶矽层于该氧化层表面,并且将该沟渠填满;(i)去除位在该氮化层表面之多余复晶矽层,形成一镶嵌状复晶矽闸电极,完成一由该镶嵌状复晶矽闸电极和该闸极氧化层所构成之镶嵌闸极;(j)依序蚀刻去除该第二氧化层、该氮化层以及该垫层;(k)利用斜角度布植法将第二型杂质布植进入该基底内,于该镶嵌闸极之角落形成一LDD扩散区;(l)进行源极/汲极布値步骤,使该第二型杂质被布植进入该基底内,并且在邻接该LDD扩散区之位置形成一源极/汲极扩散区;以及(m)于该复晶矽闸电极和该源极/汲极表面形成分别形成一第一和第二自我对准矽化金属层。17.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该第一型为P型,而该第二型为N型。18.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该第一型为N型,而该第二型为P型。19.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该氮化层为厚度约10-500埃之氮化矽层。20.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该第一氧化层为厚度约10-500埃之氧化矽层。21.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该第二氧化层为厚度约500-2500埃之氧化矽层。22.如申请专利范围第21项所述之制程,其中该第二氧化层系利用化学气相沉积法形成。23.如申请专利范围第21项所述之制程,其中该第二氧化层系利用热氧化法形成。24.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该步骤(e)进行通道布植时所用之杂质能量为1-200keV,且杂质之布植剂量为510^|1^|5-110^|1^|2atoms/cm^|2。25.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该步骤(k)进行斜角度LDD布植时之杂质能量为1-200keV,布植剂量为510^|1^|5-110^|1^|2atoms/cm^|2,且布植角度为3-30度。26.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该步骤(l)进行源极/汲极布値时所用的杂质能量为1-200keV,且布植之剂量为110^|1^|2-510^|1^|6atoms/cm^|2。27.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该步骤(i)是利用化学机械研磨法来去除多余的复晶矽层。28.如申请专利范围第16项所述之制程,其中该步骤(m)包括下列步骤:形成一耐热金属层适顺性地覆盖该镶嵌闸极以及该基底表面;进行快速热退火处理,使得耐热金属与该镶嵌闸极表面之复晶矽电极和该源极/汲极扩散区表面之矽基底产生矽化反应;选择性蚀刻去除未产生矽化反应之耐热金属层;以及于该复晶矽电极和该源极/汲极表面分别形成一第一和第二自我对准矽化金属层。29.如申请专利范围第28项所述之制程,其中该耐热金属系选自钛、钴、镍、铂及钯所构成之族群。30.如申请专利范围第28项所述之制程,其中该快速热退火处理时之条件系于温度范围300-1200℃之环境中,进行为时5-180秒之热退火处理。31.一种藉由闸极镶嵌的自动对准通道布植被提升的源极/汲极制程,其步骤包括:(a)提供一第一型半导体基底;(b)依序形成一垫层、一氮化层以及一第一氧化层于该基底上;(c)在闸极预定处定义出一贯穿该第一氧化层层、该氮化层以及该垫层之沟渠,且该沟渠之表面略低于该基底;(d)在该沟渠所露出之基底表面形成一第二氧化层;(e)利用侧壁子制程于该沟渠之内壁形成一绝缘侧壁子,且该沟渠之底部有部分的第一薄氧化层在此步骤中被蚀刻去除;(f)于该沟渠之底部形成一闸极氧化层;(g)以第二型杂质进行通道布植步骤,使第二型杂质可经由该沟渠进入该第一型半导体基底内,并且在该第二氧化层下之基底中形成一调整闸极起始电压用的自动对准通道区;(h)沉积一复晶矽层于该氧化层表面,并且将该沟渠填满;(i)施一平坦化处理,去除位在该氮化层表面之多余复晶矽层以及部分的该第一氧化层和该绝缘侧壁子,定义出一侧壁被柱状绝缘侧壁子所覆盖之镶嵌状复晶矽闸电极,完成一由该镶嵌状复晶矽闸电极和该闸极氧化层所构成之镶嵌闸极;(j)依序蚀刻去除该第二氧化层、该氮化层以及该垫层;(k)进行源极/汲极布値步骤,将第二型杂质布植到该基底内,并且在该柱状绝缘侧壁子两侧之基底内形成一源极/汲极扩散区;(l)于该复晶矽闸电极和该源极/汲极表面形成分别形成一第一和第二自我对准矽化金属层;(m)蚀刻去除该柱状绝缘侧壁子,并且裸露出该第二氧化层表面;以及(n)施行LDD布植法,使第二型杂质可经该裸露的第二氧化层表面进入该基底中,并且在邻接该源极/汲极处形成一LDD扩散区。32.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该第一型为P型,而该第二型为N型。33.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该第一型为N型,而该第二型为P型。34.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该氮化层为厚度约10-500埃之氮化矽层。35.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该第一氧化层为厚度约10-500埃之氧化矽层。36.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该第二氧化层为厚度约500-2500埃之氧化矽层。37.如申请专利范围第36项所述之制程,其中该第二氧化层系利用化学气相沉积法形成。38.如申请专利范围第36项所述之制程,其中该第二氧化层系利用热氧化法形成。39.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该步骤(g)进行通道布植时所用之杂质能量为1-200keV,且杂质之布植剂量为110^|1^|5-110^|1^|1atoms/cm^|2。40.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该步骤(k)进行源极/汲极布値时所用的杂质能量为110^|1^|2-510^|1^|6keV,且布植之剂量为110^|1^|2-510^|1^|6atoms/cm^|2。41.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该步骤(n)进行LDD布植时之杂质能量为1-200keV,布植剂量为510^|1^|5-110^|1^|2atoms/cm^|2。42.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该步骤(i)是利用化学机械研磨法来去除多余的复晶矽层。43.如申请专利范围第31项所述之制程,其中该步骤(l)包括下列步骤:形成一耐热金属层适顺性地覆盖该镶嵌闸极以及该基底表面;进行快速热退火处理,使得耐热金属与该镶嵌闸极表面之复晶矽电极和该源极/汲极扩散区表面之矽基底产生矽化反应;选择性蚀刻去除未产生矽化反应之耐热金属层;以及于该复晶矽电极和该源极/汲极表面分别形成一第一和第二自我对准矽化金属层。44.如申请专利范围第43项所述之制程,其中该耐热金属系选自钛、钴、镍、铂及钯所构成之族群。45.如申请专利范围第43项所述之制程,其中该快速热退火处理时之条件系于温度范围300-1200℃之环境中,进行为时5-180秒之热退火处理。