[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201710293034.8
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN108807516B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司;中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/28;H01L29/78;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

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底上形成有層間介質層，所述層間介質層內具有露出部分所述基底的開口，所述開口的側壁形成有側墻，所述開口底部、所述側墻表面以及所述層間介質層頂部形成有高k柵介質層；

去除位于所述層間介質層頂部的高k柵介質層以及所述開口側壁上部分所述高k柵介質層；

對剩余的高k柵介質層進行沉積后退火工藝；

在所述沉積后退火工藝后，在所述開口中填充金屬層；

去除高于剩余高k柵介質層頂部的金屬層、側墻和層間介質層，所述剩余高k柵介質、剩余金屬層用于作為金屬柵極結構。

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，去除所述開口側壁上部分所述高k柵介質層的步驟中，被去除的開口側壁上所述高k柵介質層的長度占所述開口深度的比例小于或等于1/4。

3.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，去除位于所述層間介質層頂部以及所述開口側壁上部分所述高k柵介質層的步驟包括：在所述開口中形成填充層，所述填充層還覆蓋所述高k柵介質層的頂部；

采用第一去除工藝，去除位于所述高k柵介質層頂部的填充層，露出所述高k柵介質層的頂部；

采用第二去除工藝，去除所述開口中部分厚度的所述填充層；

在所述第二去除工藝后，去除高于剩余填充層頂部的高k柵介質層；

去除高于所述剩余填充層頂部的高k柵介質層后，去除所述剩余填充層。

4.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述填充層的材料為有機介電材料、底部抗反射材料、深紫外線吸收氧化材料或光刻膠。

5.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第一去除工藝為化學機械研磨工藝、干法刻蝕工藝、或化學機械研磨工藝和干法刻蝕相結合的工藝。

6.如權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述第二去除工藝為干法刻蝕工藝。

7.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，至少去除位于所述層間介質層頂部的高k柵介質層的步驟中，所采用的工藝為干法刻蝕工藝。

8.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述沉積后退火工藝為尖峰退火工藝、激光退火工藝或閃光退火工藝。

9.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述尖峰退火工藝的參數包括：退火溫度為800℃至1000℃，壓強為一個標準大氣壓。

10.如權利要求8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述激光退火工藝和閃光退火工藝的參數包括：退火溫度為950℃至1150℃，壓強為一個標準大氣壓。

11.如權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述基底包括：襯底以及位于所述襯底上分立的鰭部。

12.如權利要求11所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，形成所述層間介質層、開口、側墻和高k柵介質層的步驟包括：

形成橫跨所述鰭部的偽柵結構，所述偽柵結構覆蓋所述鰭部的部分頂部和部分側壁表面；

在所述偽柵結構的側壁上形成側墻；

形成所述側墻后，在所述襯底上形成層間介質層，所述層間介質層露出所述偽柵結構的頂部；

去除所述偽柵結構，在所述層間介質層內形成露出部分所述鰭部的開口；

在所述開口的底部和側壁上形成高k柵介質層，所述高k柵介質層還覆蓋所述層間介質層頂部。