[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

难熔金属与硅在一起发生反应，熔合时形成金属硅化物(silicide)。如果难熔金属和多晶硅反应，那么它被称为多晶硅化物(polycide)。金属硅化物和多晶硅化物统称为硅化物。硅化物是一种具有热稳定性的金属化合物，并且具有低的电阻率。常见的用于形成硅化物的难熔金属包括钴(Co)、钼(Mo)、铂(Pt)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、镍(Ni)等。

硅化物工艺用于源漏区和栅极时，通常用于形成欧姆接触，获得低电阻，而如何增大栅极与金属接触面积以形成栅极上更大面积区域的硅化物，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件的制造方法，通过改变栅极表面的形状，以增加栅极与金属接触的面积，进而形成更大面积区域的自对准硅化物。

为解决上述问题，本发明提出一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

在一半导体衬底上形成由栅氧化层和第一多晶硅层堆叠而成的栅极结构以及覆盖在所述第一多晶硅层顶部的硬掩膜层；

在所述半导体衬底上沉积层间介质层，并对所述层间介质层进行平坦化以暴露出所述硬掩膜层顶部；

回刻蚀去除一定厚度的硬掩膜层，形成第一开口；

在所述第一开口内形成内侧墙，并刻蚀去除所述内侧墙未覆盖的硬掩膜层；

在所述第一开口中沉积第二多晶硅层，并平坦化所述第二多晶硅层至所述硬掩膜层顶部；

移除所述层间介质层，并在所述硬掩膜层和栅极结构侧面形成外侧墙；

去除所述硬掩膜层，形成第二开口；

在所述第二开口表面沉积金属层；

退火以形成自对准硅化物。

进一步的，所述硬掩膜层的材质包括氧化硅、氮化硅氮氧化硅、无定形碳以及氮化硼中的一种或多种。

进一步的，所述硬掩膜层的厚度大于200埃。

进一步的，所述回刻蚀去除硬掩膜层的厚度大于100埃。

进一步的，所述制造方法还包括：在所述第一开口中沉积第二多晶硅层之前，移除所述内侧墙。

进一步的，所述制造方法还包括：在所述硬掩膜层和栅极结构侧面形成外侧墙之后，以所述硬掩膜层和栅极结构为掩膜，对栅极结构两侧的半导体衬底进行源/漏区离子注入，形成源/漏区。

进一步的，所述制造方法还包括：在所述第二开口表面沉积金属层之前，形成暴露出半导体衬底的源/漏区以及第二开口表面的金属阻挡层。

进一步的，在所述第二开口表面沉积金属层的同时，在暴露出的源/漏区表面也沉积金属层。

进一步的，在所述第二开口表面沉积金属层之后，还包括：

化学机械平坦化所述金属层至所述第二多晶硅层顶部，保留所述第二多晶硅层侧面的金属层；

在上述器件表面沉积多晶硅并刻蚀，形成位于保留的金属层和第二多晶硅层上方且顶部高于所述外侧墙的第三多晶硅层；

在所述第三多晶硅层和外侧墙的外侧形成第二外侧墙；

在所述第三多晶硅表面沉积第二金属层。

进一步的，所述金属层中的金属包括钴、钼、铂、钽、钛、钨及镍中的一种或多种。

进一步的，所述第二金属层中的金属包括钴、钼、铂、钽、钛、钨及镍中的一种或多种。

相应地，本发明还提供一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

栅氧化层，形成于半导体衬底上；

哑铃状多晶硅栅极，形成于所述栅氧化层上，其呈上下宽、中间窄的哑铃状；

自对准硅化物，包括嵌在哑铃状多晶硅层侧壁的中间窄区域的部分以及形成于多晶硅层上表面的部分；

侧墙，形成于半导体衬底上方且位于所述栅氧化层、哑铃状多晶硅栅极和自对准硅化物侧面上。

进一步的，所述自对准硅化物中，嵌在多晶硅层侧壁的中间窄区域的部分的厚度大于100埃。

进一步的，所述半导体器件还包括：形成于所述侧墙外侧的半导体衬底中的源/漏区。

进一步的，所述自对准硅化物还包括位于所述源/漏区上方表面的部分。

进一步的，所述自对准硅化物中的金属包括钴、钼、铂、钽、钛、钨及镍中的一种或多种。

本发明还提供一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

栅氧化层，形成于半导体衬底上；

倒置“T”型多晶硅栅极，形成于所述栅氧化层上；

自对准硅化物，形成于倒置“T”型多晶硅栅极上表面；