[發明專利]帶有自對準接觸孔的半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201210330895.6
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103681604A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 洪中山
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

1.一種帶有自對準接觸孔的半導體器件，其特征在于，包括：

半導體襯底（1）；

至少兩條金屬柵極（3），形成在所述半導體襯底（1）上；

刻蝕阻擋層（5），形成于所述金屬柵極（3）的表面上，包括第一刻蝕阻擋層（51）和第二刻蝕阻擋層（53），所述第一刻蝕阻擋層（51）沿所述金屬柵極（3）的兩個側表面向上延伸，且上表面高于所述金屬柵極（3）的上表面；各所述金屬柵極（3）的上表面和位于所述金屬柵極（3）兩側的第一刻蝕阻擋層（51）高于所述金屬柵極（3）上表面的部分的內表面之間形成第一凹槽，所述第二刻蝕阻擋層（53）形成于所述第一凹槽內部，沿所述金屬柵極（3）的上表面延伸；

介質層（7），形成于所述刻蝕阻擋層（5）上，包括第一介質層（71）和第二介質層（73），所述第一介質層（71），形成于所述第一刻蝕阻擋層（51）上，且該第一介質層（71）的上表面與所述第一刻蝕阻擋層（51）的上表面齊平，所述第二介質層（73），連續形成于所述第一刻蝕阻擋層（51）、所述第二刻蝕阻擋層（53）、以及所述第一介質層（71）的上表面上；

自對準接觸孔，形成于所述介質層（7）中，且所述自對準接觸孔的底部位于相鄰兩條所述金屬柵極（3）之間。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述第二刻蝕阻擋層（53）的上表面高于所述第一刻蝕阻擋層（51）的上表面，且所述第二刻蝕阻擋層（53）部分向外延伸覆蓋所述第一刻蝕阻擋層（51）和所述第一介質層（71）的上表面，所述第二介質層（73）形成于所述第二刻蝕阻擋層（53）的上表面上。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述第二刻蝕阻擋層（53）采用與第一介質層（71）刻蝕選擇比大于6的材料。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，

所述第一刻蝕阻擋層（51）的材料選自SiN、SiCN、SiC或SiON中的任意一種或者幾種，所述第二刻蝕阻擋層（53）的材料所述第二刻蝕阻擋層（53）的材料選自SiN、SiCN、SiC或SiON中的任意一種或者幾種；

所述第一介質層（71）的材料為氧化物或低介電常數絕緣材料，所述第二介質層（73）的材料為氧化物或低介電常數絕緣材料。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的半導體器件，其特征在于，所述第二刻蝕阻擋層（53）位于所述金屬柵極（3）上方的部分形成沿所述金屬柵極（3）延伸方向延伸的第二凹槽，所述第二凹槽向下延伸至所述第一凹槽的內部，且開口端延伸至與所述第二介質層（73）相接，所述第二介質層（73）的一部分延伸至所述第二凹槽的內部充滿所述第二凹槽。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，所述第二凹槽的槽寬小于所述金屬柵極（3）的寬度的2/3。

7.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，形成所述第二介質層（73）為旋涂玻璃或可流動化學氣相沉積工藝產生的氧化硅。

8.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，各所述金屬柵極（3）的側表面與各所述第一刻蝕阻擋層（51）的內表面之間還形成有間隙壁。

9.一種帶有自對準接觸孔的半導體器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在所述半導體襯底（1）上形成至少兩條偽柵（3ˊ）；

S2、在每個所述偽柵（3ˊ）的兩個相對的側表面上分別形成兩個相對的與所述偽柵（3ˊ）上表面齊平的第一刻蝕阻擋層（51），并在所述第一刻蝕阻擋層（51）上形成與所述偽柵（3ˊ）上表面齊平的第一介質層（71）；

S3、去除偽柵（3ˊ），在所述兩個相對的第一刻蝕阻擋層（51）之間形成金屬柵極（3），并去除所述金屬柵極（3）的部分頂端，使所述金屬柵極（3）的上表面與所述金屬柵極（3）兩側兩個相對設置的所述第一刻蝕阻擋層（51）高于所述金屬柵極（3）的上表面的部分的內表面之間形成第一凹槽；

S4、在所述第一凹槽中，形成沿所述金屬柵極（3）的上表面延伸的第二刻蝕阻擋層（53）；

S5、在所述第一介質層（71）、第二刻蝕阻擋層（53）、第一刻蝕阻擋層（51）的上表面形成第二介質層（73）；

S6、在所述第二介質層（73）上形成包含所述自對準接觸孔的圖案的掩膜層，通過刻蝕形成底部位于相鄰兩條所述金屬柵極（3）之間的自對準接觸孔。