[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910140221.8
• 申請(qǐng)日: 2009-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101626022A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松原義久
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 恩益禧電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/105
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/105;H01L27/108;H01L29/78;H01L29/51;H01L21/8234;H01L21/8242
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 孫志湧;穆德駿

該申請(qǐng)基于日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2008-179601，其內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件和制造該半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，已經(jīng)研究出利用稱(chēng)作高k的高介電常數(shù)膜作為構(gòu)成半導(dǎo)體器件的材料。高k材料的代表性示例可以包括包含Zr和Hf的氧化物。如果將這些材料用于MOSFET的柵絕緣膜，則可以實(shí)現(xiàn)高速晶體管。日本未經(jīng)審查的專(zhuān)利公布No.2002-280461公開(kāi)了一種包括使用高k材料的nMOSFET和pMOSFET的CMOS器件。

另外，可以采用在形成源/漏之后形成柵電極的后柵(鑲嵌柵極)工藝，作為形成金屬柵的方法。日本未經(jīng)審查的專(zhuān)利公布No.2007-134674、No.2007-123551、No.2002-270797和NO.2002-184958公開(kāi)了金屬柵的結(jié)構(gòu)。如果使用該工藝，則難以進(jìn)行構(gòu)圖的金屬材料可以用作電極材料。

本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以下事實(shí)。存在構(gòu)成例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的一種晶體管。在這種晶體管中，可以?xún)?yōu)選的是維持優(yōu)良的保持特性而不是具有高速特性。因此，在這種晶體管中，可以?xún)?yōu)選的是使用厚的氧化硅膜作為柵電介質(zhì)膜，而不是使用高k介電常數(shù)膜作為柵電介質(zhì)膜。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括：第一晶體管，形成在襯底上，并且包括作為其柵絕緣膜的含Hf膜；以及第二晶體管，形成在襯底上，并且具有與第一晶體管的導(dǎo)電類(lèi)型相同的導(dǎo)電類(lèi)型，第二晶體管包括氧化硅膜并且不包括含Hf膜作為其柵絕緣膜。

根據(jù)該構(gòu)造，可以使需要高速特性的晶體管和需要保持特性或高電壓特性而不需要高速特性的晶體管中的每個(gè)具有可優(yōu)選的特性。即，可以使用包括含Hf膜作為柵絕緣膜的第一晶體管作為需要高速特性的晶體管，所述含Hf膜是高介電常數(shù)膜。同時(shí)，可以使用包括氧化硅膜作為柵絕緣膜的第二晶體管，作為需要保持特性或高電壓特性而不需要高速特性的晶體管。

在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件包括在襯底上形成并且具有相同的導(dǎo)電類(lèi)型的第一晶體管和第二晶體管，所述方法包括：在要形成第一晶體管的第一區(qū)域中選擇性地形成含Hf膜；在第一區(qū)域和形成第二晶體管的第二區(qū)域中，形成由多晶硅制成的虛擬柵電極，并且在使用虛擬柵電極作為掩模，第一區(qū)域中的含Hf膜被蝕刻成柵極形狀；使用虛擬柵電極作為掩模，將雜質(zhì)注入襯底中，并且執(zhí)行熱處理以形成源/漏區(qū)；形成絕緣膜，以將虛擬柵電極掩埋在襯底上；對(duì)絕緣膜進(jìn)行平坦化并且暴露虛擬柵電極的頂表面；通過(guò)使用覆蓋除了第二區(qū)域之外的區(qū)域的第一掩模，去除第二區(qū)域的虛擬柵電極，在絕緣膜中形成第二溝槽，以使襯底暴露于第二溝槽的底部；在去除第一掩模之后，在第二區(qū)域中，在襯底的暴露表面上形成氧化硅膜；通過(guò)使用覆蓋除了第一區(qū)域之外的區(qū)域的第二掩模，去除第一區(qū)域的虛擬柵電極，在絕緣膜中形成第一溝槽，使得含Hf膜保留在第一溝槽的底部；在去除第二掩模之后，在襯底的整個(gè)表面上形成金屬膜，以用金屬膜掩埋第一溝槽和第二溝槽；以及使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝，去除暴露于第一溝槽和第二溝槽外部的金屬膜，以在第一溝槽和第二溝槽中的每個(gè)中形成柵電極。

根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的檢查結(jié)果，當(dāng)執(zhí)行將襯底暴露于第二溝槽底部的工藝時(shí)，如果在襯底上形成含Hf膜，則難以通過(guò)蝕刻去除含Hf膜并且暴露襯底。這樣的原因如下。由于當(dāng)雜質(zhì)注入到襯底中以形成源/漏區(qū)時(shí)執(zhí)行熱處理，因此在含Hf膜中進(jìn)行Hf的結(jié)晶，并且變得難以通過(guò)蝕刻去含Hf膜。具體地來(lái)說(shuō)，當(dāng)含Hf膜不包括Si時(shí)，蝕刻變得困難。在以上的構(gòu)造中，在執(zhí)行形成源/漏區(qū)的工藝時(shí)，由于在第二區(qū)域中沒(méi)有形成含Hf膜，因此在將襯底暴露于第二溝槽底部的工藝中，可以容易地暴露襯底的表面。同時(shí)，由于第一晶體管被構(gòu)造成包括含Hf膜，因此當(dāng)需要高速特性時(shí)，可以通過(guò)使用第一晶體管來(lái)得到期望的特性。

另外，可以包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法和器件的各個(gè)構(gòu)造的任意組合或各種修改和變化作為本發(fā)明的多個(gè)方面。

根據(jù)本發(fā)明，即使晶體管具有相同的導(dǎo)電類(lèi)型，也可以使晶體管根據(jù)使用目的而具有可優(yōu)選的特性。

附圖說(shuō)明

根據(jù)下面結(jié)合附圖的對(duì)某些實(shí)施例進(jìn)行的描述，使本發(fā)明的以上和其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征更加清楚，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件構(gòu)造的橫截面圖；

圖2A和圖2B是示出制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的次序的工藝橫截面圖；

圖3A和圖3B是示出制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的次序的工藝橫截面圖；