[發(fā)明專利]CMOS管的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210328206.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN103531541A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪中山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8238
• 分類號(hào): H01L21/8238;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種CMOS管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和與之相隔的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面具有第一偽柵極結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面具有第二偽柵極結(jié)構(gòu)；

形成覆蓋第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底、所述第一偽柵極結(jié)構(gòu)的頂部和側(cè)壁的第一刻蝕阻擋層，形成覆蓋第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底、所述第二偽柵極結(jié)構(gòu)的頂部和側(cè)壁的第二刻蝕阻擋層，形成所述第一刻蝕阻擋層時(shí)的射頻頻率大于形成第二刻蝕阻擋層時(shí)的射頻頻率；

形成絕緣層，所述絕緣層暴露出第一偽柵極結(jié)構(gòu)頂部的第一刻蝕阻擋層和第二偽柵極結(jié)構(gòu)頂部的第二刻蝕阻擋層；

去除第一偽柵極結(jié)構(gòu)和部分第一刻蝕阻擋層，形成暴露出半導(dǎo)體襯底的第一開口；

在所述第一開口內(nèi)形成第一柵極結(jié)構(gòu)，所述第一柵極結(jié)構(gòu)與剩余的第一刻蝕阻擋層表面齊平；

平坦化絕緣層、第一刻蝕阻擋層和第一偽柵極結(jié)構(gòu)，直至與剩余的第一刻蝕阻擋層表面齊平；

在形成第一柵極結(jié)構(gòu)后，去除第二偽柵極結(jié)構(gòu)，形成暴露出半導(dǎo)體襯底的第二開口，并在所述第二開口內(nèi)形成第二柵極結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第一刻蝕阻擋層的材料為氮化硅、氮化鉭或氮化鈦。

3.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕阻擋層的材料為氮化硅、氮化鉭或氮化鈦。

4.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第一刻蝕阻擋層的形成工藝為等離子體沉積工藝，所述等離子體沉積工藝采用的反應(yīng)氣體為氨氣、氮?dú)夂凸柰椤?/p>

5.如權(quán)利要求4所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述氨氣占總的反應(yīng)氣體的體積百分比為10-15%，氮?dú)庹伎偟姆磻?yīng)氣體的體積百分比為2-6%，硅烷占總的反應(yīng)氣體的體積百分比為79-88%。

6.如權(quán)利要求4所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述等離子體沉積工藝的工藝參數(shù)范圍為：反應(yīng)壓強(qiáng)為0.08帕-0.2帕，反應(yīng)溫度為300攝氏度-400攝氏度，射頻頻率為50瓦-100瓦，射頻功率為10兆赫茲~20兆赫茲。

7.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕阻擋層的形成工藝為等離子體沉積工藝，所述等離子體沉積工藝采用的反應(yīng)氣體為氮?dú)夂凸柰椤?/p>

8.如權(quán)利要求7所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述等離子體沉積工藝的工藝參數(shù)范圍為：氮?dú)夂凸柰榈捏w積比值為0.05-0.2，反應(yīng)壓強(qiáng)為0.08帕-0.2帕,反應(yīng)溫度為300攝氏度-400攝氏度，射頻功率50瓦-100瓦，射頻頻率為40千赫茲-100千赫茲。

9.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，去除第一偽柵極結(jié)構(gòu)和部分第一刻蝕阻擋層時(shí)的工藝為干法刻蝕工藝，所述干法刻蝕工藝采用氣體為含氟的氣體、氬氣和氧氣。

10.如權(quán)利要求9所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述含氟的氣體為CH₃F、CH₂F₂或CHF₃。

11.如權(quán)利要求9所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝時(shí)的功率小于400瓦。

12.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，當(dāng)所述第一區(qū)域用于形成NMOS管，所述第二區(qū)域用于形成PMOS管時(shí)，還包括：在所述第一偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成無定型硅層；在形成第一柵極結(jié)構(gòu)和第二柵極結(jié)構(gòu)之前，對(duì)所述無定型硅層進(jìn)行退火，形成具有位錯(cuò)的單晶硅層。

13.如權(quán)利要求12所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述退火溫度為500攝氏度-700攝氏度，退火時(shí)間為10分鐘-60分鐘。

14.如權(quán)利要求12所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，所述具有位錯(cuò)的單晶硅層中發(fā)生位錯(cuò)的界面與半導(dǎo)體襯底表面之間的夾角為30度-60度。

15.如權(quán)利要求1所述的CMOS管的形成方法，其特征在于，還包括：形成位于所述第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面的第一高K柵介質(zhì)層，形成位于所述第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面的第二高K柵介質(zhì)層。