[發明專利]半導體器件的形成方法

有效

• 申請號: 201410233857.8
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN105336588B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 張海洋;任佳
• 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: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成偽柵材料層，所述偽柵材料層為多層結構；

采用干法刻蝕工藝，刻蝕所述偽柵材料層，使所述多層結構中的各層由下至上刻蝕速率依此遞減，以形成由下至上寬度遞增的偽柵結構，所述偽柵結構為NMOS偽柵結構；

形成所述NMOS偽柵結構后，在所述半導體襯底上形成介質層，所述介質層覆蓋所述NMOS偽柵結構；

采用平坦化工藝去除部分厚度的所述介質層，露出所述NMOS偽柵結構；

去除所述NMOS偽柵結構，在介質層內形成NMOS柵極開口；

向所述NMOS柵極開口內填充金屬材料，形成NMOS金屬柵極，且所述NMOS金屬柵極的金屬材料由中心向兩側擴張，且位于下端的擴張量大于位于上端的擴張量；

所述多層結構為雙層結構，所述偽柵材料層包括第二偽柵層和位于第二偽柵層上的第一偽柵層；

所述第一偽柵層摻雜有氮離子或者碳離子；或者，

所述第二偽柵層摻雜有磷離子。

2.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述多層結構為雙層結構，在所述半導體襯底上形成偽柵材料層的步驟包括：

在所述半導體襯底上形成偽柵材料；

之后，向所述偽柵材料表面區域內注入第一離子形成第一偽柵層，位于所述第一偽柵層下方、未注入離子的部分偽柵材料為第二偽柵層；

或者，

在所述半導體襯底上形成偽柵材料；

之后，向所述偽柵材料底部區域注入第二離子形成第二偽柵層，位于所述第二偽柵層上方、未注入離子的部分偽柵材料為第一偽柵層。

3.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成偽柵材料層的步驟包括，使得所述第一偽柵層和第二偽柵層的厚度比為0.1～10。

4.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，向所述偽柵材料內注入第一離子的工藝參數包括：

離子注入劑量為1.0×10¹³至1.0×10¹⁷/cm²，能量為1.0至20eV。

5.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，向所述偽柵材料內注入第二離子的工藝參數包括：

離子注入劑量為1.0×10¹³至1.0×10¹⁷/cm²，能量為1.0至20eV。

6.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一離子為氮離子或碳離子。

7.如權利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第二離子為磷離子。

8.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述多層結構為雙層結構；

在所述半導體襯底上形成偽柵材料層的步驟包括：

基于硅源氣體，在所述半導體襯底上形成第二偽柵層；

基于硅源氣體，以及碳源或氮源氣體，在所述第二偽柵層上形成第一偽柵層。

9.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述多層結構為雙層結構；

在所述半導體襯底上形成偽柵材料層的步驟包括：

基于硅源氣體和磷源氣體，在所述半導體襯底上形成第一偽柵層；

基于硅源氣體，在所述第一偽柵層上形成第二偽柵層。

10.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，刻蝕所述偽柵材料層以形成偽柵結構的步驟包括：

刻蝕所述偽柵材料層，使形成的所述偽柵結構側壁與半導體襯底之間的夾角為45～85°。