[發明專利]半導體器件制造方法

在審

• 申請號: 201210307208.9
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN103632943A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 孟令款
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;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

1.一種半導體器件制造方法，包括：

在襯底上形成柵極堆疊結構；

在襯底以及柵極堆疊結構上沉積第一介質材料層；

刻蝕第一介質材料層，形成第一側墻；

執行LDD和Halo摻雜注入；

在襯底以及第一側墻上依次沉積第二介質材料層和第三介質材料層；

依次刻蝕第三介質材料層和第二介質材料層，分別形成第三側墻和第二側墻。

2.如權利要求1的半導體器件制造方法，其中，第一介質材料層和/或第三介質材料層包括氮化硅，第二介質材料層包括二氧化硅。

3.如權利要求1的半導體器件制造方法，其中，刻蝕第三介質材料層和第二介質材料層的步驟進一步包括：

執行主刻蝕，刻蝕第三介質材料層形成第三側墻，并在第二介質材料層上留有第三介質材料層的殘留；

執行過刻蝕，去除第三介質材料層的殘留；

執行腐蝕，去除襯底上暴露的第二介質材料層。

4.如權利要求1的半導體器件制造方法，其中，刻蝕第一介質材料層的步驟進一步包括：

執行主刻蝕，刻蝕第一介質材料層形成第一側墻，并在襯底上留有第一介質材料層的殘留；

執行過刻蝕，去除第一介質材料層的殘留。

5.如權利要求1的半導體器件制造方法，其中，柵極堆疊結構包括柵絕緣層和柵電極層，柵電極層包括多晶硅、非晶硅、金屬，柵絕緣層包括二氧化硅、氮氧化硅、高k材料。

6.如權利要求3或4的半導體器件制造方法，其中，在主刻蝕過程中，調節電極功率、腔體壓力和反應氣體流量比例，增強各向異性，形成陡直的側墻。

7.如權利要求3或4的半導體器件制造方法，其中，在過刻蝕過程中，調節極功率、腔體壓力和反應氣體流量比例，獲得不同層之間的高選擇比。

8.如權利要求7的半導體器件制造方法，其中，選擇比大于10：1。

9.如權利要求3或4的半導體器件制造方法，其中，主刻蝕和/或過刻蝕的刻蝕氣體包括氟基氣體、氧化性氣體。

10.如權利要求9的半導體器件制造方法，其中，氟基氣體包括碳氟基氣體、NF₃。

11.如權利要求9的半導體器件制造方法，其中，主刻蝕的氟基氣體包括CF₄、CHF₃、CH₂F₂。

12.如權利要求9的半導體器件制造方法，其中，過刻蝕的氟基氣體包括CF₄、CH₃F、CH₂F₂。

13.如權利要求9的半導體器件制造方法，其中，氧化性氣體為O₂。

14.如權利要求3或4的半導體器件制造方法，其中，在主刻蝕過程中，通過反應物以及生成物的譜線變化，自動觸發終點檢測系統，結束主刻蝕而進入過刻蝕，將晶片全部區域的介質層刻蝕干凈。

15.如權利要求3或4的半導體器件制造方法，其中，在主刻蝕過程中，還可以通過刻蝕速率計算所需的刻蝕時間直到接近第二介質材料層或者襯底表面，結束主刻蝕而進入過刻蝕，將晶片全部區域的介質層刻蝕干凈。

16.如權利要求3或4的半導體器件制造方法，其中，主刻蝕和/或過刻蝕采用基于CCP或者ICP模式的刻蝕設備。

17.如權利要求3的半導體器件制造方法，其中，采用HF基腐蝕液濕法刻蝕第二介質材料層。

18.如權利要求1的半導體器件制造方法，進一步包括：

去除柵極堆疊結構，形成柵極溝槽；

在柵極溝槽中填充高k材料的柵極絕緣層以及金屬材料的柵極導電層，形成高k-金屬柵極結構。