[發明專利]具有金屬柵電極的半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 201110375613.X
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102543876A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 崔錫憲;尹普彥;白在職;趙炳權
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L21/28
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 姜盛花;陳源

1.一種半導體器件的制造方法，包括如下工序：

制備具有第一區域和第二區域的半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成絕緣層，所述絕緣層形成為包含具有分別配置在所述第一區域和第二區域內的第一槽和第二槽的層間絕緣層和至少覆蓋所述第一槽和第二槽的底面的柵絕緣層；

在具有所述絕緣層的襯底的整個表面上形成層疊金屬層；

在所述層疊金屬層上形成具有非感光性的平坦化層，所述平坦化層形成為填充所述第一槽和第二槽；以及

使用干法刻蝕工藝來選擇性地去除所述第一區域內的平坦化層，以暴露所述第一區域內的層疊金屬層并形成覆蓋所述第二區域內的層疊金屬層的平坦化層圖案。

2.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，

所述第一區域包含N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管區域，所述第二區域包含P溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管區域。

3.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，

形成所述絕緣層的工序包括：

在具有所述第一區域和第二區域的半導體襯底上依次形成柵絕緣層和偽導電層；

對所述偽導電層和所述柵絕緣層進行圖案化，形成依次層疊在所述第一區域內的第一柵絕緣層和第一偽柵電極、以及依次層疊在所述第二區域內的第二柵絕緣層和第二偽柵電極；

在具有所述第一偽柵電極和第二偽柵電極的襯底的整個表面上形成層間絕緣層；

平坦化所述層間絕緣層來暴露所述第一偽柵電極和第二偽柵電極；以及

通過去除所述暴露的第一偽柵電極和第二偽柵電極來形成分別暴露所述第一柵絕緣層和第二柵絕緣層的第一槽和第二槽。

4.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，

形成所述絕緣層的工序包括：

在具有所述第一區域和第二區域的所述半導體襯底上形成偽材料層；

對所述偽材料層進行圖案化來在所述第一區域和第二區域內分別形成第一偽柵電極圖案和第二偽柵電極圖案；

在具有所述第一偽柵電極圖案和第二偽柵電極圖案的襯底上形成層間絕緣層；

平坦化所述層間絕緣層來暴露所述第一偽柵電極圖案和第二偽柵電極圖案；

去除所述暴露的第一偽柵電極圖案和第二偽柵電極圖案來在所述第一區域和第二區域內分別形成第一槽和第二槽；以及

在具有所述第一槽和第二槽的襯底的整個表面上形成共形柵絕緣層，

其中，所述層疊金屬層形成在所述柵絕緣層上。

5.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，

所述非感光性平坦化層由旋涂硬掩模層或者非晶體碳層形成，

干法刻蝕所述第一區域內的平坦化層的工序使用包含氧氣和氮氣的工藝氣體來進行。

6.如權利要求5所述的半導體器件的制造方法，

所述工藝氣體還包含氬氣。

7.如權利要求5所述的半導體器件的制造方法，

所述旋涂硬掩模層由碳基旋涂硬掩模層或者硅基旋涂硬掩模層形成。

8.如權利要求7所述的半導體器件的制造方法，

形成所述旋涂硬掩模層的工序包括：

在所述層疊金屬層上涂敷樹脂溶液來填充所述第一槽和第二槽；以及

烘焙所述樹脂溶液來形成固化的樹脂層。

9.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，

在所述第一區域內選擇性去除所述平坦化層圖案的工序包括：

在所述平坦化層上形成暴露所述第一區域內的平坦化層的無機抗反射層圖案；

將所述無機抗反射層圖案用作刻蝕掩模來干法刻蝕暴露的平坦化層；以及

去除所述無機抗反射層圖案。

10.如權利要求9所述的半導體器件的制造方法，

形成所述無機抗反射層圖案的工序包括：

在所述平坦化層上形成無機抗反射層；

在所述無機抗反射層上形成覆蓋所述第二區域的感光層圖案；

干法刻蝕所述第一區域內的無機抗反射層來選擇性地暴露所述第一區域內的平坦化層；以及

去除所述感光層圖案。

11.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，

形成所述層疊金屬層的工序包含依次形成第一金屬層至第三金屬層的工序。