[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310184773.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104167357B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐兆云;閆江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11345
• 代理人: 陳紅

1.一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括：

在襯底中形成柵極溝槽；

在柵極溝槽側(cè)壁形成多種材料構(gòu)成的柵極側(cè)墻堆疊，形成柵極側(cè)墻堆疊的步驟進(jìn)一步包括：

在柵極溝槽底部以及側(cè)壁形成第一柵極側(cè)墻材料層；

在第一柵極側(cè)墻材料層側(cè)壁形成第二柵極側(cè)墻；

選擇性去除第一柵極側(cè)墻材料層，形成空氣隙構(gòu)成的第一柵極側(cè)墻；

在第二柵極側(cè)墻側(cè)壁形成第三柵極側(cè)墻；以及

在柵極溝槽底部以及柵極側(cè)墻堆疊側(cè)壁形成柵極堆疊。

2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成柵極溝槽之前進(jìn)一步包括：

在襯底上形成襯墊層；

刻蝕襯墊層和襯底，形成淺溝槽；

在淺溝槽中填充絕緣材料形成淺溝槽隔離，淺溝槽隔離包圍了有源區(qū)。

3.如權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，襯墊層包括氧化物和氮化物的疊層。

4.如權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成淺溝槽隔離之后進(jìn)一步包括對(duì)襯底摻雜以調(diào)節(jié)閾值電壓。

5.如權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，采用選自HDPCVD、UHVCVD、MOCVD、MBE、ALD的高寬深比沉積工藝填充絕緣材料。

6.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，襯底為體Si、體Ge、SOI、GeOI、SiGe、SiC、III-V族化合物半導(dǎo)體、II-VI族化合物半導(dǎo)體及其組合。

7.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成柵極溝槽的步驟進(jìn)一步包括：

在襯底上形成硬掩模層堆疊；

刻蝕硬掩模層堆疊形成硬掩模圖形，具有暴露襯底的開(kāi)口；

通過(guò)開(kāi)口繼續(xù)刻蝕襯底，形成柵極溝槽。

8.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，襯底為SOI時(shí)，柵極溝槽底部距離SOI的埋氧層的頂部的距離為2～20nm。

9.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，硬掩模層堆疊包括氮化物、氧化物、非晶體及其組合。

10.如權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，硬掩模層堆疊采用LPCVD、PECVD制造，厚度為

11.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，第二和/或第三柵極側(cè)墻包括氮化物、氧化物、非晶體及其組合。

12.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，氧化形成第一柵極側(cè)墻材料層，并且濕法腐蝕去除第一柵極側(cè)墻材料層。

13.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成第二柵極側(cè)墻之后進(jìn)一步包括：

在柵極溝槽中形成填充層；

對(duì)襯底摻雜，在柵極溝槽側(cè)部形成源漏區(qū)；

去除填充層。

14.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，柵極堆疊包括高k材料的柵極絕緣層、功函數(shù)調(diào)節(jié)層、以及電阻調(diào)節(jié)層。

15.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中，形成柵極堆疊之后進(jìn)一步包括：

在襯底上形成接觸刻蝕停止層和層間介質(zhì)層；

刻蝕層間介質(zhì)層和接觸刻蝕停止層形成源漏接觸孔；

在源漏接觸孔中形成金屬硅化物；

在源漏接觸孔中金屬硅化物上形成源漏接觸塞。

16.一種半導(dǎo)體器件，包括：

襯底，具有源漏區(qū)和溝道區(qū)；

柵極堆疊，位于襯底中并且被源漏區(qū)和溝道區(qū)包圍；

多個(gè)材料構(gòu)成的柵極側(cè)墻堆疊，位于柵極堆疊與源漏區(qū)之間，柵極側(cè)墻堆疊包括直接接觸源漏區(qū)和溝道區(qū)的空氣隙構(gòu)成的第一柵極側(cè)墻、以及在第一柵極側(cè)墻側(cè)面的第二柵極側(cè)墻和第三柵極側(cè)墻。

17.如權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中，第二、第三柵極側(cè)墻包括氮化物、氧化物、非晶體及其組合。

18.如權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，進(jìn)一步包括，位于源漏區(qū)中和/或上的金屬硅化物，以及位于金屬硅化物上的源漏接觸塞。