[發明專利]后柵型半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 201710039744.8
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN108321121B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李勇
• 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: H01L21/8238
• 分類號: 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;李時云

1.一種后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面上形成有層間介質層，所述層間介質層中形成有柵槽，所述柵槽兩側的半導體襯底中形成有源漏區；

在所述柵槽表面以及所述層間介質層表面沉積高K介質材料并進行第一次退火，形成高K柵介質層；

在所述高K柵介質層表面依次形成富氧材料層和吸氧材料層，并進行第二次退火，以將富氧材料層中的部分氧擴散到高K柵介質層中，使所述高K柵介質層中的氧空位缺陷減小，并通過所述吸氧材料層把所述富氧材料層中的多余氧吸附出來，防止所述富氧材料層中多余的氧擴散進入高K柵介質層、層間介質層和界面保護層；

去除所述吸氧材料層和富氧材料層，并進行第三次退火；

在所述柵槽中形成金屬柵極。

2.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述半導體襯底表面具有鰭部，所述柵槽位于所述鰭部上方，所述源漏區位于所述柵槽兩側的鰭部中。

3.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述高K柵介質層之前，在所述柵槽側壁形成界面保護層。

4.如權利要求3所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述界面保護層的材質為二氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

5.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第一次退火的溫度為500℃～600℃。

6.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述富氧材料層的材料為含氧的氮化鈦或含氧的氮化鉭。

7.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述吸氧材料層的材質為能夠在所述第二次退火過程中將所述富氧材料層中的部分氧吸附出來的任意材料。

8.如權利要求7所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述吸氧材料層為非晶硅、非晶鍺、非晶砷化鎵、非晶硫化砷、非晶硒、非晶氧化物、非晶碳化物和非晶氮化物中的至少一種。

9.如權利要求8所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述吸氧材料層的厚度為。

10.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第二次退火的溫度為800℃～1000℃。

11.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第三次退火的溫度為800℃～1200℃。

12.如權利要求1所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述半導體襯底包括第一器件區和第二器件區，在所述柵槽中形成金屬柵極的步驟包括：

在所述第一器件區和第二器件區的表面上沉積第一功能函數層，所述第一功能函數層覆蓋在所述柵槽側壁和底部上；

去除所述第二器件區表面上的第一功能函數層，而保留所述第一器件區表面上的第一功能函數層；

在所述第一器件區和所述第二器件區的表面上沉積粘附層；

在所述第一器件區和第二器件區的表面上依次沉積第二功能函數層和電極金屬，以在所有柵槽中形成金屬柵極。

13.如權利要求12所述的后柵型半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第一功能函數層和所述粘附層的材質均為氮化鈦，所述第二功能函數層的材質為碳化鈦鋁，所述電極金屬的材質為鎢。