[發明專利]改善柵極側墻形貌的方法及半導體器件制造方法

有效

• 申請號: 201610307769.7
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105789129B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 陳宏
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/8238
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

1.一種改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，包括：

在一半導體襯底表面上形成柵極結構；

在所述半導體襯底和柵極結構表面上依次形成用于制作側墻的側墻層以及用于保護側墻的保護層，所述保護層的厚度小于所述側墻層；

以所述側墻層為刻蝕停止層，刻蝕打通所述保護層，以保留所述柵極結構的側壁及斜肩上的保護層；刻蝕打通所述保護層的過程中，所述側墻層與所述保護層的刻蝕選擇比大于5；

采用側墻層相對保護層具有高刻蝕選擇比的部分刻蝕工藝，部分刻蝕所述側墻層，以在所述柵極結構側壁形成寬度均勻的側墻。

2.如權利要求1所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述側墻層通過低壓化學沉積工藝或者爐管原子層沉積工藝形成。

3.如權利要求1所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述側墻層為氮化硅層或氮氧化硅層單層結構，或者為氧化硅層、氮化硅層以及氮氧化硅層中的兩種形成雙層結構，或者為氧化硅層-氮化硅層-氧化硅層三層結構。

4.如權利要求1所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述側墻層為氧化硅層-氮化硅層雙層結構，所述氧化硅層的厚度為所述氮化硅層的厚度為

5.如權利要求1所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述保護層的厚度小于所述側墻層中的氧化硅層的厚度。

6.如權利要求1或4所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述保護層為二氧化硅、正硅酸乙酯、氮化鈦或氮化鉭，厚度為

7.如權利要求6所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述保護層通過低壓化學沉積工藝或者爐管原子層沉積工藝形成。

8.如權利要求1所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，采用干法刻蝕工藝刻蝕打通所述保護層以及部分刻蝕所述側墻層，且刻蝕打通所述保護層的刻蝕氣體包括多碳氟基氣體，部分刻蝕所述側墻層的刻蝕氣體包括多氟氟基氣體，所述多氟氟基氣體的氟碳元素比大于等于2，所述多碳氟基氣體中的氟碳元素比小于2。

9.如權利要求8所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，所述多氟氟基氣體為SiF₄、NF₃、SF6、CF₄、CF₃I、CHF₃、CH₃F、CH₂F₂、C₂F₆、C₂F₆、C₃F₈、C₄F₈的一種或幾種的組合；所述多碳氟基氣體C₅F₈、C₄F₆、C₆F₆、C₁₂F₁₅、C₁₅F₁₈的一種或幾種的組合。

10.如權利要求8所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，刻蝕打通所述保護層的工藝參數包括：刻蝕氣體為多碳氟基氣體和輔助氣體的混合氣體，所述輔助氣體為O₂、N₂、NO、N₂O、NH₃CO、CO₂、COS、He、H₂、Ar的一種或幾種的組合。

11.如權利要求8所述的改善柵極側墻形貌的方法，其特征在于，部分刻蝕所述側墻層的工藝參數包括：刻蝕氣體為多氟氟基氣體和氯基氣體的混合氣體，所述氯基氣體包括Cl₂、CH₂Cl₂、CH₃Cl中的一種或幾種的組合。

12.一種半導體器件制造方法，其特征在于，包括權利要求1至11中任一項所述的改善柵極側墻形貌的方法。