[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201210477217.2
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN103839812A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卜偉海
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

1.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述襯底上形成柵極介電層；

在所述柵極介電層上形成柵極材料層和硬掩膜層；

圖案化所述硬掩膜層和部分所述柵極材料層，以形成虛擬柵極的上部；

在所述虛擬柵極的上部的側(cè)壁上形成虛擬間隙壁；

蝕刻所述剩余柵極材料層，以形成所述虛擬柵極的下部，所述虛擬柵極的下部的關(guān)鍵尺寸小于所述虛擬柵極的上部；

去除所述虛擬間隙壁和所述硬掩膜層，以形成虛擬柵極，最后形成金屬柵極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

在所述虛擬柵極上形成間隙壁，并進(jìn)行源漏注入，以形成源漏區(qū)；

在所述源漏區(qū)上沉積層間介質(zhì)層并平坦化，以露出所述虛擬柵極的頂部；

去除所述虛擬柵極并沉積金屬材料，然后平坦化，以形成所述金屬柵極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

在形成所述柵極介電層之前，在所述襯底中形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述柵極介電層為氧化物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，熱氧化所述半導(dǎo)體襯底，以形成所述柵極介電層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述柵極材料層為多晶硅層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，圖案化所述硬掩膜層和部分所述柵極材料層的方法為：

在所述硬掩膜層上形成圖案化的光刻膠層，以所述光刻膠層為掩膜蝕刻所述硬掩膜層和部分所述柵極材料層，以形成虛擬柵極的上部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述虛擬柵極的下部的方法為：

先各向異性刻蝕所述柵極材料層至所述柵極介電層，然后各向同性刻蝕所述虛擬間隙壁下的柵極材料層，減小其關(guān)鍵尺寸，以形成關(guān)鍵尺寸小于所述虛擬柵極的上部的虛擬柵極的下部。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成虛擬柵極的上部時，去除的所述柵極材料層的厚度為5-20nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料與所述虛擬間隙壁的材料具有蝕刻選擇性。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述虛擬柵極的下部比所述虛擬柵極的上部的關(guān)鍵尺寸小1-5nm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬柵極的形成方法為后柵工藝。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，形成所述金屬柵極的方法為：

去除所述虛擬柵極和所述柵極介電層，然后沉積界面層和高K介電層，然后沉積金屬材料并平坦化。

14.一種半導(dǎo)體器件，包括：

半導(dǎo)體襯底；

金屬柵極結(jié)構(gòu)，位于所述半導(dǎo)體襯底上，所述金屬柵極為上寬下窄的結(jié)構(gòu)；

源漏區(qū)，位于所述金屬柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其特征在于，所述金屬柵極包括上半部分和下半部分，其中上半部分的關(guān)鍵尺寸比下半部分的關(guān)鍵尺寸大1-5nm。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其特征在于，所述金屬柵極結(jié)構(gòu)包括界面層、高K介電層和金屬材料層。