[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210139862.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN103390644B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 尹海洲;張珂珂
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京藍智輝煌知識產權代理事務所(普通合伙)11345
• 代理人: 陳紅

1.一種半導體器件，包括襯底、襯底上的柵極堆疊結構、柵極堆疊結構兩側的柵極側墻結構、柵極堆疊結構和柵極側墻結構兩側的襯底中的源漏區，其特征在于：柵極側墻結構中包括第一和第三柵極側墻以及夾設在第一和第三柵極側墻之間的至少一個由空氣填充的柵極側墻空隙，第一和第三柵極側墻的頂部和底部由柵極側墻空隙完全隔開，沉積在整個器件上的SiN、SiON材質的接觸刻蝕停止層與第一和第三柵極側墻相接合從而封閉了柵極側墻空隙，接觸刻蝕停止層覆蓋第一和第三柵極側墻的頂部、以及源漏區之上的第一層間介質層，第二、第三層間介質層在接觸刻蝕停止層上。

2.如權利要求1的半導體器件，其中，柵極側墻結構中的第一和第三柵極側墻為氮化硅、氮氧化硅制成。

3.如權利要求1的半導體器件，其中，源漏區包括輕摻雜的源漏延伸區以及重摻雜源漏區。

4.如權利要求1的半導體器件，其中，源漏區上具有金屬硅化物。

5.如權利要求1的半導體器件，其中，柵極堆疊結構包括柵極絕緣層、功函數調節金屬層以及電阻調節金屬層。

6.一種半導體器件制造方法，包括步驟：

在襯底上形成偽柵極堆疊結構；

在偽柵極堆疊結構兩側的襯底上形成柵極側墻結構，在偽柵極堆疊結構兩側的襯底中形成源漏區，其中柵極側墻結構包括第一柵極側墻、第二柵極側墻、第三柵極側墻；

刻蝕去除偽柵極堆疊結構，留下柵極溝槽；

在柵極溝槽中形成柵極堆疊結構；

刻蝕去除柵極側墻結構中的第二柵極側墻，在柵極側墻結構中形成至少一個由空氣填充的柵極側墻空隙，第一和第三柵極側墻的頂部和底部由柵極側墻空隙完全隔開；

在整個器件上沉積SiN、SiON材質的接觸刻蝕停止層與第一和第三柵極側墻相接合從而封閉了柵極側墻空隙，接觸刻蝕停止層覆蓋第一和第三柵極側墻的頂部、以及源漏區之上的第一層間介質層；

在接觸刻蝕停止層上形成第二、第三層間介質層。

7.如權利要求6的半導體器件制造方法，其中，第二柵極側墻包括碳基材料。

8.如權利要求7的半導體器件制造方法，其中，碳基材料包括非晶碳薄膜、氫化非晶碳薄膜。

9.如權利要求6的半導體器件制造方法，其中，形成柵極側墻結構和源漏區的步驟進一步包括：

在偽柵極堆疊結構兩側的襯底上形成第一柵極側墻；

以第一柵極側墻為掩膜，執行第一源漏離子注入，在偽柵極堆疊結構兩側的襯底中形成輕摻雜的源漏延伸區；

在第一柵極側墻上形成第二柵極側墻；

在第二柵極側墻上形成第三柵極側墻；

以第三柵極側墻為掩膜，執行第二源漏離子注入，形成重摻雜源漏區。

10.如權利要求6的半導體器件制造方法，其中，在形成源漏區之后、刻蝕去除偽柵極堆疊結構之前，進一步包括步驟：在源漏區上形成金屬硅化物。

11.如權利要求6的半導體器件制造方法，其中，采用氧等離子體刻蝕去除第二柵極側墻。

12.如權利要求6的半導體器件制造方法，其中，形成柵極堆疊結構的步驟進一步包括：在柵極溝槽中的柵極絕緣層上沉積功函數調節金屬層；在功函數調節金屬層上沉積電阻調節金屬層。