[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710597716.8
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN109285811B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓秋華;吳端毅
• 申請（專利權(quán)）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;H01L27/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底包括第一區(qū)和第二區(qū)；

在基底上形成由第一區(qū)延伸至第二區(qū)的柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層上的偽柵極層；

在所述基底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的頂部表面暴露出偽柵極層的頂部表面；

在所述第二區(qū)偽柵極層中摻入摻雜離子；

在所述第二區(qū)偽柵極層中摻入摻雜離子之后，去除第一區(qū)偽柵極層，在所述第一區(qū)介質(zhì)層內(nèi)形成第一偽柵開口，所述第一偽柵開口底部暴露出柵介質(zhì)層的頂部表面；

在所述第一偽柵開口底部形成第一功函數(shù)層；

第一偽柵開口的形成工藝包括：各向異性干法刻蝕工藝與濕法刻蝕工藝相結(jié)合的工藝，去除所述第一區(qū)偽柵極層的步驟包括：采用各向異性干法刻蝕工藝去除部分偽柵極層；所述各向異性干法刻蝕工藝之后，采用濕法刻蝕工藝去除偽柵極層，形成所述第一偽柵開口；所述各向異性干法刻蝕工藝之后，濕法刻蝕工藝之前，還包括：在所述第二區(qū)偽柵極層的側(cè)壁上形成保護層；

形成第一功函數(shù)層之后，還包括：在所述第一功函數(shù)層上形成第一柵極層；形成所述第一柵極層之后，去除第二區(qū)偽柵極層，在所述第二區(qū)介質(zhì)層內(nèi)形成第二偽柵開口；在所述第二偽柵開口內(nèi)形成第二功函數(shù)層；在所述第二功函數(shù)層上形成第二柵極層，所述第二偽柵開口的形成工藝包括：各向同性干法刻蝕工藝，所述各向同性干法刻蝕工藝的參數(shù)包括：氣壓為500毫托～2000毫托，功率為100瓦～500瓦。

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層的材料為高K介質(zhì)材料，所述高K介質(zhì)材料包括：HfO₂、La₂O₃、HfSiON、HfAlO₂、ZrO₂、Al₂O₃或HfSiO₄。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述摻雜離子包括：硼離子。

4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述第二區(qū)偽柵極層中摻入摻雜離子的工藝包括：離子注入工藝；當(dāng)摻雜離子為硼離子時，所述離子注入工藝的參數(shù)包括：注入劑量為1.0e12atoms/cm³～1e15atoms/cm³，注入能量為5千伏～30千伏。

5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述第一偽柵開口的過程中，所述第一區(qū)偽柵極層與第二區(qū)偽柵極層的刻蝕選擇比為：10:1～20:1。

6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述偽柵極層的材料包括：多晶硅。

7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝粋螙砰_口的形成工藝為濕法刻蝕工藝時，所述濕法刻蝕工藝的參數(shù)包括：刻蝕劑包括四甲基氫氧化銨溶液，所述刻蝕劑的濃度為2％～20％，刻蝕時間為20秒～120秒。

8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述各向異性干法刻蝕工藝的參數(shù)包括：刻蝕氣體包括HBr和O₂，其中，HBr的流量為100標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～200標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，O₂的流量為2標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～20標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，功率為100瓦～2000瓦，氣壓為2毫托～100毫托。

9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝的參數(shù)包括：刻蝕劑包括四甲基氫氧化銨溶液，所述刻蝕劑的濃度為2％～20％，溫度為20攝氏度～40攝氏度。

10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝對第一區(qū)偽柵極層的去除量為：50埃～200埃。