[发明专利]侧墙的形成方法

说明书

本发明公开了一种侧墙的形成方法，通过连续两次薄膜沉积，在硅片表面沉积一层氧化硅和一层氮化硅，然后利用干法刻蚀回刻顶层氮化硅并停在底层氧化硅上，最后利用连续两次湿法刻蚀工艺分别去除源漏区氧化硅和侧墙氮化硅，最终形成源漏区硅不受损伤的氧化硅侧墙。本发明在形成栅极侧墙的过程中，可以有效避免源漏区的衬底硅受到损伤，从而增加离子注入工艺窗口，并提高器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路的制造技术领域，尤其涉及一种衬底无损伤的侧墙形成方法。

背景技术

随着半导体集成电路工艺尺寸的不断缩小，在45纳米及其以下技术中，通过离子注入来调节器件性能，对栅极侧墙的要求也越来越高。尤其是通过离子注入来降低器件短沟道效应方面，更是要求在具有超薄侧墙(厚度小于10纳米)的栅极基础上进行离子注入。

通常超薄侧墙工艺的制作流程如图1和图2所示，在栅极21形成后，利用原子层沉积工艺沉积一层超薄氧化硅层22。然后利用干法等离子体刻蚀对沉积的氧化硅层22进行回刻，在栅极21的侧壁形成超薄氧化硅侧墙23。

该方法是利用干法等离子体刻蚀对氧化硅层22进行回刻，把器件源漏区表面以及栅极21顶部的氧化硅层22去除，同时保留栅极21侧壁的氧化硅层。由于这层氧化硅比较薄，干法刻蚀过程时间非常短，导致刻蚀工艺不稳定；同时，由于干法刻蚀在不同膜质之间的低选择比，导致源漏区的衬底硅受到损伤，如图2所示，源漏区的衬底硅受到损伤会导致器件性能恶化。因此，超薄侧墙的形成受制于干法等离子体刻蚀工艺的限制，工艺窗口非常小。

有鉴于此，如何在栅极侧墙，尤其是超薄侧墙的形成过程中避免源漏区的衬底受到损伤，避免器件性能恶化，增加离子注入的工艺窗口，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种侧墙的形成方法，通过连续两次薄膜沉积，并同时利用干法和湿法刻蚀，在形成栅极侧墙的过程中，可以有效避免源漏区的衬底硅受到损伤，并增加工艺窗口。

本发明提供的侧墙的形成方法，其包括以下步骤：

步骤S01，提供一形成有栅极以及栅极两侧源漏区的硅片，在所述硅片表面依次沉积氧化硅层和氮化硅层；

步骤S02，利用干法刻蚀，去除所述源漏区以及栅极顶部的氮化硅层，并停留在氧化硅层上，以在所述栅极两侧形成氮化硅侧墙；

步骤S03，利用湿法刻蚀，去除暴露出来的源漏区表面以及栅极顶部的氧化硅层；

步骤S04，利用湿法刻蚀，去除所述氮化硅侧墙，以在所述栅极两侧形成氧化硅侧墙。

进一步地，步骤S02包括利用等离子体干法刻蚀对所述氮化硅层进行回刻。

进一步地，步骤S02采用含有CH₂F₂、CHF₃的混合气体作为刻蚀气体。

进一步地，步骤S03包括利用低浓度氢氟酸溶液作为刻蚀液体。

进一步地，步骤S03采用含有水和49wt％的HF的混合液作为刻蚀液体，两者的体积比为350：1～450：1。

进一步地，步骤S03包括过刻蚀，以去除所述氮化硅侧墙底部的氧化硅层。

进一步地，步骤S04包括利用热磷酸溶液作为刻蚀液体。

进一步地，步骤S04采用含有磷酸和水的混合液作为刻蚀液体，磷酸的质量百分比浓度为70-90％，热磷酸溶液的温度为150-180℃。

进一步地，步骤S01包括利用原子层沉积工艺沉积氧化硅层以及利用化学气相沉积工艺沉积氮化硅层。