[發明專利]一種半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201310326647.9
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN104347503A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 謝欣云
• 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: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/28;H01L27/088;H01L29/51
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S101：提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成核心器件的偽柵極界面層和偽柵極以及IO器件的柵極界面層和偽柵極；

步驟S102：去除所述核心器件的所述偽柵極和所述IO器件的所述偽柵極；

步驟S103：去除所述核心器件的所述偽柵極界面層，在所述核心器件的所述偽柵極界面層原來的位置形成所述核心器件的柵極界面層；

步驟S104：在所述核心器件的所述柵極界面層和所述IO器件的所述柵極界面層之上分別形成所述核心器件的高k介電層和所述IO器件的高k介電層；

其中，所述方法還包括：在所述步驟S103和所述步驟S104之間對所述半導體襯底進行高壓氟退火處理以在所述核心器件的所述柵極界面層和所述IO器件的所述柵極界面層中引入氟離子的步驟，和/或，在所述步驟S104之后對所述半導體襯底進行高壓氟退火處理以在所述核心器件的所述高k介電層和所述IO器件的所述高k介電層中引入氟離子的步驟。

2.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S101中，所述IO器件的所述柵極界面層為氧化物層，并且所述氧化物層通過對所述半導體襯底氧化而形成。

3.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S101中，所述核心器件的所述偽柵極與所述IO器件的所述偽柵極的材料為多晶硅。

4.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S101中，所述核心器件的所述偽柵極界面層與所述IO器件的所述柵極界面層在同一工藝中形成，所述核心器件的所述偽柵極與所述IO器件的所述偽柵極在同一工藝中形成。

5.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S102中，去除所述核心器件的所述偽柵極和所述IO器件的所述偽柵極的方法為濕法刻蝕或先干法刻蝕后濕法刻蝕。

6.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103中，去除所述核心器件的所述偽柵極界面層的方法為干法刻蝕或濕法刻蝕。

7.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103中，形成所述核心器件的柵極界面層的方法為化學氧化法或者熱氧化法。

8.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103中，在去除所述核心器件的所述偽柵極界面層之前，形成覆蓋所述IO器件的所述柵極界面層的保護層；在形成所述核心器件的所述柵極界面層之后，去除所述保護層。

9.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述高壓氟退火處理的溫度為350℃-500℃。

10.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述高壓氟退火處理的退火時間大于等于5分鐘。

11.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述高壓氟退火處理的壓強為大于等于1個標準大氣壓小于等于25個標準大氣壓。

12.如權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S104中，所述核心器件的所述高k介電層和所述IO器件的所述高k介電層的橫截面均呈U型。

13.如權利要求10所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S104之后還包括步驟S105：

在所述核心器件的所述高k介電層和所述IO器件的所述高k介電層之上分別形成所述核心器件的功函數層和金屬柵極以及所述IO器件的功函數層和金屬柵極。

14.一種半導體器件，包括半導體襯底和位于所述半導體襯底上的核心器件和IO器件，其特征在于，所述核心器件包括位于所述半導體襯底上的所述核心器件的柵極界面層以及位于所述核心器件的所述柵極界面層之上的所述核心器件的高k介電層，所述IO器件包括位于所述半導體襯底上的所述IO器件的柵極界面層以及位于所述IO器件的所述柵極界面層之上的所述IO器件的高k介電層，

其中，所述核心器件的所述柵極界面層和所述IO器件的所述柵極界面層摻雜有氟離子；和/或，所述核心器件的所述高k介電層和所述IO器件的所述高k介電層摻雜有氟離子。