[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010242704.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN102347277A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘匯才;梁擎擎;尹海洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/8234
• 分類號(hào): H01L21/8234;H01L21/768;H01L21/28;H01L27/088;H01L23/528;H01L29/423
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 倪斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及一種自對(duì)準(zhǔn)方式形成接觸孔的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)制作方法以及由此得到的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，集成電路日益縮小，其特征尺寸越來越小并趨近于曝光系統(tǒng)的理論極限。因此，光刻后晶片表面成像將產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，即產(chǎn)生光學(xué)鄰近效應(yīng)(Optical?Proximity?Effect，OPE)。隨著光刻技術(shù)面臨更高要求和挑戰(zhàn)，提出了能夠增強(qiáng)光刻分辨率的雙重圖形技術(shù)(DoublePatterning?Technology，DPT)。雙重圖形技術(shù)相當(dāng)于將一套高密度的電路圖案分解成兩套分立的、密度較低的圖案，然后將它們分別印制到目標(biāo)晶片上。

以下，將參照?qǐng)D1～3來說明常規(guī)半導(dǎo)體器件制造工藝中為制作柵極而利用的線形和切斷(line-and-cut)雙重圖形技術(shù)。

圖1示出了在晶片上形成的器件布局的一部分。如圖1所示，在晶片上，通過涂覆光刻膠并利用掩模進(jìn)行曝光，印制與將要形成的柵極圖案相對(duì)應(yīng)的線形圖案1001。在此，還示出了晶片上的有源區(qū)1002。圖案1001中各線段是沿同一方向彼此平行印制的，它們具有相同或相近的間距和關(guān)鍵尺寸。

然后，如圖2所示，通過利用切斷掩模進(jìn)行再次曝光，在線形圖案1001上形成切口1003。從而，使得圖案1001中與各器件相對(duì)應(yīng)的柵極圖案彼此斷開。

最后，利用形成有切口1003的光刻膠圖案1001，進(jìn)行刻蝕，并最終形成與該圖案相對(duì)應(yīng)的柵極結(jié)構(gòu)。

在以上過程中，將用于形成柵極圖案的一次曝光分成了兩次來實(shí)現(xiàn)：一次曝光線形圖案1001；另一次曝光切口1003。從而可以降低對(duì)光刻的要求，改進(jìn)光刻中對(duì)線寬的控制。此外，可以消除許多鄰近效應(yīng)，并因此改進(jìn)光學(xué)鄰近修正(Optical?Proximity?Correction，OPC)。而且，還可以保證良好的溝道質(zhì)量，確保溝道中載流子的高遷移率。

此外，如圖3所示，在采用如上所述的方法在晶片2001上通過刻蝕形成柵極2002之后，則通常需要環(huán)繞柵極形成柵極側(cè)墻。如圖2所示柵極圖案中存在切口1003，從而側(cè)墻材料也會(huì)進(jìn)入該切口1003內(nèi)。在切口1003兩側(cè)相對(duì)的柵極圖案各自的側(cè)墻材料可能彼此融合，從而在切口1003處形成空洞等缺陷。

如圖3所示，在器件的主體結(jié)構(gòu)形成之后，還需要在晶片上淀積電介質(zhì)層2003，使各器件之間保持電隔離。由于上述切口1003處形成的空洞等缺陷，將會(huì)導(dǎo)致隨后在其上形成的電介質(zhì)層中出現(xiàn)缺陷。此時(shí)，為了形成與柵極以及源/漏極的接觸，可以在電介質(zhì)層2003中刻蝕與柵極、源/漏極相對(duì)應(yīng)的接觸孔并填充導(dǎo)電材料如金屬，形成接觸部2004。

此外，所有接觸部，包括源/漏區(qū)上的接觸部和柵極區(qū)上的接觸部，均是通過一次刻蝕接觸孔至底然后以導(dǎo)電材料填充接觸孔來形成的。這對(duì)于接觸孔的刻蝕有著嚴(yán)格的要求。例如，由于柵上的刻蝕深度與源/漏區(qū)中的刻蝕深度不同，容易造成接觸孔與柵之間的短路。此外，由于源/漏區(qū)中的刻蝕深度較深且開口較小(即，具有較小的寬高比)，可能會(huì)引起無法完全刻通、填充金屬中出現(xiàn)空洞等多種工藝缺陷，從而限制了工藝的選擇性，而且導(dǎo)致了寄生電阻的增大。

有鑒于此，需要提供一種新穎的半導(dǎo)體器件及其制作方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)及其制作方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，特別是簡(jiǎn)化接觸部的形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制作半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上形成柵極線；環(huán)繞柵極線形成柵極側(cè)墻；在柵極線的兩側(cè)，嵌入半導(dǎo)體襯底中形成源/漏區(qū)；環(huán)繞柵極側(cè)墻形成導(dǎo)電側(cè)墻；以及在預(yù)定區(qū)域切斷柵極線、柵極側(cè)墻和導(dǎo)電側(cè)墻，切斷的柵極線形成電隔離的柵極，切斷的導(dǎo)電側(cè)墻形成電隔離的下接觸部。

優(yōu)選地，上述切斷柵極線、柵極側(cè)墻和導(dǎo)電側(cè)墻的步驟包括：使用反應(yīng)離子刻蝕或激光切割刻蝕，進(jìn)行切斷；沿柵寬的方向上，相鄰的電隔離柵極之間的距離，以及相鄰的電隔離導(dǎo)電側(cè)墻之間的距離優(yōu)選為1～10nm。

可選地，如果半導(dǎo)體襯底上形成有淺溝槽隔離，則切割的位置位于淺溝槽隔離的上方。

優(yōu)選地，切斷柵極線、柵極側(cè)墻和導(dǎo)電側(cè)墻的時(shí)間為形成導(dǎo)電側(cè)墻之后，以及完成半導(dǎo)體器件的前道工藝之前。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，切斷柵極線、柵極側(cè)墻和導(dǎo)電側(cè)墻之前或之后，該方法進(jìn)一步包括：對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行平坦化處理，至接觸部的頂部露出。