[發明專利]半導體結構的形成方法

有效

• 申請號: 201510868767.0
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN106816380B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 韓秋華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有高K介質材料層以及位于高K介質材料層上的偽柵材料層；

在刻蝕腔內側壁表面形成第一硅氧氯層；

在形成第一硅氧氯層后，將半導體襯底置于刻蝕腔中；

在將半導體襯底置于刻蝕腔中后，刻蝕去除部分所述偽柵材料層，形成偽柵；

在形成偽柵后，在所述刻蝕腔的內側壁表面以及偽柵的側壁表面形成第二硅氧氯層；

在形成第二硅氧氯層后，以所述偽柵為掩膜，刻蝕所述高K介質材料層，在偽柵底部形成高K柵介質層。

2.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第一硅氧氯層的厚度為2nm～20nm，第一硅氧氯層的材料為SixOyClz，其中x＝1，y＝1～3，z＝1～3。

3.如權利要求1或2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成第一硅氧氯層采用的源氣體為SiCl₄和O₂，SiCl₄的流量為10～100SCCM，O₂的流量為20～200SCCM，刻蝕腔中源功率為100～1000W，刻蝕腔中偏置電壓0～50V，刻蝕腔壓力為2～50mtorr。

4.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二硅氧氯層的厚度為1～3nm，第二硅氧氯層材料為SixOyClz，其中x＝1，y＝1～3，z＝1～3。

5.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成第二硅氧氯層采用的源氣體為SiCl₄和O₂，SiCl₄的流量為10～100SCCM，O₂的流量為20～200SCCM，刻蝕腔中源功率為100～1000W，刻蝕腔中偏置電壓0～50V，刻蝕腔壓力為2～50mtorr。

6.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述高K柵介質層的材料為HfO₂、TiO₂、HfZrO、HfSiNO、Ta₂O₅、ZrO₂、ZrSiO₂、Al₂O₃、SrTiO₃或BaSrTiO。

7.如權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，刻蝕所述高K柵介質層采用各向異性的干法刻蝕工藝。

8.如權利要求7所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述各向異性的干法刻蝕工藝為等離子體刻蝕工藝，所述等離子體刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為Cl₂和BCl₃，Cl₂的流量為10～100sccm，BCl₃的流量為10～100sccm，源功率為100～1000W，偏置電壓為50～200V,腔室壓力為2～30mtorr。

9.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，還包括：去除所述偽柵側壁表面的第二硅氧氯層。

10.如權利要求9所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，去除所述第二硅氧氯層采用的工藝為濕法刻蝕。

11.如權利要求10所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，濕法刻蝕采用的刻蝕溶液為稀釋氫氟酸，稀釋氫氟酸中水和氫氟酸的體積比為100:1～500:1。

12.如權利要求9所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成覆蓋所述半導體襯底表面以及偽柵側壁表面的介質層；去除所述偽柵結構，形成凹槽；在所述凹槽中填充金屬，形成金屬柵極。