[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410542467.9
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN105575901B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉煥新
• 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: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L27/092;H01L29/423
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本申請公開了一種半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件。其中，半導(dǎo)體器件的制作方法包括：提供半導(dǎo)體基體，半導(dǎo)體基體具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，且第一區(qū)域和第二區(qū)域上分別形成有多晶硅柵極和圍繞多晶硅柵極設(shè)置的介質(zhì)層；形成覆蓋多晶硅柵極和介質(zhì)層的第一金屬硬掩膜；進行退火處理，以使第一金屬硬掩膜和多晶硅柵極反應(yīng)生成金屬硅化物；去除第一區(qū)域中的多晶硅柵極和金屬硅化物以形成凹槽，并在凹槽中形成金屬柵極。上述制作方法中，由于金屬硅化物中鍵能大于多晶硅柵極中鍵能，使得金屬硅化物的刻蝕速率小于多晶硅柵極的刻蝕速率，因此金屬硅化物能夠作為多晶硅柵極的保護層，減少了金屬柵極的制作過程對多晶硅柵極造成的損傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

隨著晶體管的特征尺寸不斷縮小，在半導(dǎo)體器件的制作過程中經(jīng)常采用金屬柵極取代多晶硅柵極。這是由于采用金屬柵極所形成晶體管具有有效柵氧化層厚度(EOT)較小、柵極漏電流較低以及能耗低等優(yōu)點。因此，半導(dǎo)體器件的制作過程中，通常需要在性能要求高的器件區(qū)上形成金屬柵極，而在其他器件區(qū)上形成多晶硅柵極。

圖1至圖3示出了現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的制作過程，包括以下步驟：首先，提供包括第一區(qū)域11′和第二區(qū)域13′的半導(dǎo)體基體，該第一區(qū)域11′又包括第一器件區(qū)111′和第二器件區(qū)113′，其中第一器件區(qū)111′上形成有第一多晶硅柵極21′，第二器件區(qū)113′上形成有第二多晶硅柵極23′，第二區(qū)域13′上形成有第三多晶硅柵極25′，且各第一多晶硅柵極21′、第二多晶硅柵極23′和第三多晶硅柵極25′被介質(zhì)層30′圍繞，其結(jié)構(gòu)如圖1所示；然后，刻蝕去除第一多晶硅柵極21′，以在第一多晶硅柵極21′的位置上形成第一凹槽，并在第一凹槽中形成第一金屬柵極41′，進而形成如圖2所示的基體結(jié)構(gòu)；最后，刻蝕去除第二多晶硅柵極23′，以在第二多晶硅柵極23′的位置上形成第二凹槽，并在第二凹槽中形成第二金屬柵極43′，進而形成如圖3所示的基體結(jié)構(gòu)。

其中，在上述第一凹槽中形成第一金屬柵極41′的步驟包括：形成覆蓋第一凹槽的第一金屬柵極41′預(yù)備層，以及平坦化去除位于介質(zhì)層30′上的第一金屬柵極41′預(yù)備層，并將位于第一凹槽中的第一金屬柵極41′預(yù)備層作為第一金屬柵極41′。在上述第二凹槽中形成第二金屬柵極43′的步驟包括：形成覆蓋第二凹槽的第二金屬柵極43′預(yù)備層，平坦化去除位于介質(zhì)層30′上的第二金屬柵極43′預(yù)備層，并將位于第二凹槽中的第二金屬柵極43′預(yù)備層作為第二金屬柵極43′。上述兩次平坦化工藝會對第三多晶硅柵極25′造成損傷，例如產(chǎn)生凹坑等缺陷。這些缺陷使得半導(dǎo)體器件中容易產(chǎn)生漏電流等，進而降低了半導(dǎo)體器件的性能。針對上述問題，目前還沒有有效的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

本申請旨在提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法及半導(dǎo)體器件，以減少金屬柵極的制作過程對多晶硅柵極造成的損傷，進而提高半導(dǎo)體器件的性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體器件的制作方法，該制作方法包括：提供半導(dǎo)體基體，半導(dǎo)體基體具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，且第一區(qū)域和第二區(qū)域上分別形成有多晶硅柵極和圍繞多晶硅柵極設(shè)置的介質(zhì)層；形成覆蓋多晶硅柵極和介質(zhì)層的第一金屬硬掩膜；進行退火處理，以使第一金屬硬掩膜和多晶硅柵極反應(yīng)生成金屬硅化物；去除第一區(qū)域中的多晶硅柵極和金屬硅化物以形成凹槽，并在凹槽中形成金屬柵極。

進一步地，上述制作方法中，退火處理的步驟中，處理溫度為250～450℃，處理時間為1～30s。

進一步地，上述制作方法中，在凹槽中形成金屬柵極的步驟包括：在凹槽中和第一金屬硬掩膜上形成金屬柵極預(yù)備層；對金屬柵極預(yù)備層和第一金屬硬掩膜進行平坦化處理至暴露出介質(zhì)層的表面，并將剩余金屬柵極預(yù)備層作為金屬柵極。