[发明专利]半导体器件制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件制造方法，包括：在衬底上形成半导体器件；在半导体器件上形成保护层，保护层材质为具有张应力的氮化硅；对半导体器件执行退火；采用HF基腐蚀液湿法去除保护层。依照本发明的半导体器件制造方法，通过采用HF湿法腐蚀张应力氮化硅材质的保护层，能避免栅极侧墙和/或硬掩模层的氮化硅受到侵蚀，有效提高器件性能以及可靠性。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件制造方法，特别是涉及一种采用张应力氮化硅作为保护层以提高器件可靠性的方法。

背景技术

在90nm节点后，各种新技术逐渐被采用以提高器件的性能。其中之一是应力技术，例如采用外延生长的SiGe、SiC等高应力材质作为源漏区，或者在源漏区上形成氮化硅或者类金刚石无定形碳（DLC）材质的应力衬层（liner），用于提高沟道区载流子迁移率从而提高器件的驱动性能。

上述集成了外延硅锗的器件源漏区可以通过原位掺杂或者离子注入的方式进行掺杂。如果通过注入形成源漏区，在后续的退火过程中为了避免锗元素的污染退火炉，通常在注入完成后在整个硅片上沉积一层保护层，退火完毕后进行硅化工艺（silicide）模块时再将这层保护层去掉。目前通常用的保护层为氮化硅（通过热磷酸去除）或者氧化硅（通过氢氟酸去除）。

然而，在去除保护层的时候为保证保护层被完全去除需要加一定的过漂，这时暴露在外面的侧墙以及硬掩模（hardmask）（通常为无应力氮化硅或者氧化硅）将会被部分腐蚀，从而对器件结构造成破坏，降低了器件的性能以及可靠性。

发明内容

由上所述，本发明的目的在于克服上述技术困难，提出一种创新性半导体制造方法，通过采用HF湿法腐蚀张应力氮化硅材质的保护层，能避免栅极侧墙和/或硬掩模层的氮化硅受到侵蚀，有效提高器件性能以及可靠性。

为此，本发明提供了一种半导体器件制造方法，包括：在衬底上形成半导体器件；在半导体器件上形成保护层，保护层材质为具有张应力的氮化硅；对半导体器件执行退火；采用HF基腐蚀液湿法去除保护层。

其中，半导体器件中包括掺杂区，并且半导体器件选自以下器件之一及其组合：MOSFET、双极晶体管、DMOS、UMOS、FinFET、BiMOS、二极管、发光器件、电阻、电容、电感、接触互连、层间互连。

其中，退火用于以下用途之一及其组合：用于激活源漏掺杂、用于使得非晶体结构转变为多晶或者单晶结构、用于形成金属硅化物、用于驱使掺杂剂形成凝结区、用于降低表面缺陷。

其中，保护层厚度为

其中，湿法腐蚀的时间为1～100s。

其中，HF基腐蚀液为dHF、或dBOE。

其中，半导体器件为MOSFET，在衬底上形成MOSFET的步骤进一步包括：在衬底上形成栅极堆叠和栅极侧墙；以栅极堆叠为掩模，刻蚀衬底形成源漏沟槽；在源漏沟槽中外延生长源漏应力层；以栅极堆叠为掩模，执行轻掺杂注入，形成LDD结构和/或Halo结构；执行重掺杂，形成源漏区。

其中，栅极堆叠的顶部和/或栅极侧墙的材料选自以下之一及其组合：氧化硅、无应力氮化硅、压应力氮化硅。

其中，去除保护层之后进一步包括步骤：形成层间介质层；刻蚀层间介质层，形成暴露源漏区的接触孔；在接触孔中形成金属硅化物；在接触孔中金属硅化物上形成接触塞。

其中，栅极堆叠为假栅极堆叠，在形成层间介质层之后进一步包括：去除假栅极堆叠，在层间介质层中留下栅极沟槽；在栅极沟槽中形成MG/HK结构的最终栅极堆叠。

依照本发明的半导体器件制造方法，通过采用HF湿法腐蚀张应力氮化硅材质的保护层，能避免栅极侧墙和/或硬掩模层的氮化硅受到侵蚀，有效提高器件性能以及可靠性。

附图说明