一种半导体器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体而言，涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术：

1、半导体器件通常包括半导体衬底以及依次层叠设置在衬底上的栅介电层和多晶硅栅极，其中多晶硅栅极作为器件的控制电极，其形貌质量直接影响器件的电学性能。

2、在传统制造工艺中，多晶硅栅极的制备过程为：在栅介电层上沉积多晶硅层后，先利用光刻胶掩膜对相应器件区域进行选择性离子注入掺杂，随后进行退火激活，最后对多晶硅层进行光刻和刻蚀以形成栅极图形。但这样的制备过程容易因掺杂区域与未掺杂区域的多晶硅刻蚀速率不同而难以控制刻蚀均匀性；同时掺杂多晶硅区域在刻蚀过程中产生的非挥发性副产物会吸附于刻蚀侧壁形成微掩膜，阻碍局部刻蚀进行，导致掺杂区域的栅极侧壁边缘粗糙度劣化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制备方法，其能够提高多晶硅栅极制备的刻蚀均匀性，并降低侧壁轮廓粗糙度，进而提高半导体器件的电学性能。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明的一方面，提供一种半导体器件的制备方法，其包括：提供衬底，衬底上形成有栅介电层；在栅介电层上形成多晶硅层，并对多晶硅层进行图案化，以形成多个多晶硅栅极；在栅介电层表面形成保护层，保护层覆盖多晶硅栅极的侧壁和栅介电层表面，且露出多晶硅栅极的顶部；对预设多晶硅栅极进行离子注入掺杂；去除保护层，并对预设多晶硅栅极进行退火处理。

4、可选地，在栅介电层表面形成保护层包括：在栅介电层和多晶硅栅极表面形成保护层，保护层覆设于栅介电层表面、多晶硅栅极的侧壁及顶部；去除多晶硅栅极顶部的保护层，并保留多晶硅栅极侧壁及栅介电层表面的保护层。

5、可选地，对预设多晶硅栅极进行离子注入掺杂，包括：在保护层和多晶硅栅极表面形成光刻胶层；对光刻胶层进行图案化，以形成暴露预设多晶硅栅极顶部的开口；以光刻胶层为掩膜，通过开口对预设多晶硅栅极进行离子注入。

6、可选地，在以光刻胶层为掩膜，通过开口对预设多晶硅栅极进行离子注入之后，方法还包括：去除光刻胶层。

7、可选地，在对预设多晶硅栅极进行退火处理之后，方法还包括：对衬底进行斜角轻掺杂注入，在多晶硅栅极两侧的衬底中形成漏极轻掺杂区域和源极轻掺杂区域；对衬底进行重掺杂注入，在漏极轻掺杂区域远离多晶硅栅极的一侧形成漏极区，在源极轻掺杂区域远离多晶硅栅极的一侧形成源极区。

8、可选地，保护层为有机底部抗反射层。

9、可选地，保护层的厚度为100埃至2000埃。

10、可选地，光刻胶层的厚度为50纳米至500纳米。

11、可选地，多晶硅层的厚度为100埃至2000埃。

12、本发明的另一方面，提供一种半导体器件，该半导体器件由上述半导体器件的制备方法制备得到。

13、本发明的有益效果包括：

14、本申请提供了一种半导体器件的制备方法，其包括：提供衬底，衬底上形成有栅介电层；在栅介电层上形成多晶硅层，并对多晶硅层进行图案化，以形成多个多晶硅栅极；在栅介电层表面形成保护层，保护层覆盖多晶硅栅极的侧壁和栅介电层表面，且露出多晶硅栅极的顶部；对预设多晶硅栅极进行离子注入掺杂；去除保护层，并对预设多晶硅栅极进行退火处理。相较于现有工艺中先在多晶硅层中进行选择性掺杂再对多晶硅层进行图案化的制备方式，本申请将多晶硅图案化步骤置于离子注入掺杂之前，使得多晶硅层在图案化时仍处于未掺杂状态，从而避免了掺杂区域与未掺杂区域因刻蚀速率不同而导致的刻蚀均匀性劣化问题；同时，由于多晶硅层在图案化时未经掺杂离子，刻蚀过程中不会产生掺杂引起的非挥发性副产物，避免了微掩膜效应的产生，有效改善了多晶硅栅极侧壁的线边缘粗糙度，提高了栅极形貌质量。在多晶硅栅极图案化之后，本申请通过在栅介电层表面形成保护层，该保护层覆盖多晶硅栅极的侧壁和栅介电层表面且露出多晶硅栅极的顶部，使得后续离子注入仅通过露出的顶部进入预设多晶硅栅极内部，而侧壁和衬底表面的栅介电层受到保护层的屏蔽，避免了离子注入对栅极侧壁造成损伤。保护层在完成掺杂保护作用后被去除，并经退火处理激活掺杂离子，从而在保证多晶硅栅极形貌质量的同时完成了选择性掺杂，提升了半导体器件的电学性能和可靠性。

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述在所述栅介电层表面形成保护层包括：

3.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述对预设多晶硅栅极进行离子注入掺杂，包括：

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述以所述光刻胶层为掩膜，通过所述开口对预设多晶硅栅极进行离子注入之后，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述对预设多晶硅栅极进行退火处理之后，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述保护层为有机底部抗反射层。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述保护层的厚度为100埃至2000埃。

8.根据权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层的厚度为50纳米至500纳米。

9.根据权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述多晶硅层的厚度为100埃至2000埃。

10.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件由上述权利要求1-9任一项所述的半导体器件的制备方法制备得到。