[發明專利]一種半導體器件的制造方法和半導體器件

有效

• 申請號: 201710995807.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109698119B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張海洋;劉少雄
• 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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成虛擬柵極材料層，其中，所述虛擬柵極材料層包括從下到上依次層疊的第一虛擬柵極材料層、虛擬柵極硬掩膜層和第二虛擬柵極材料層，其中，所述第一虛擬柵極材料層在所述半導體襯底上的分布具有一致的高度；

形成條狀虛擬柵極，所述條狀虛擬柵極跨越多個有源區；

執行柵極切斷工藝，以形成與不同晶體管對應的獨立虛擬柵極，其中，執行柵極切斷工藝的步驟中包括采用分成三步進行的刻蝕工藝去除不同開口尺寸下的所述虛擬柵極材料層。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體襯底上形成有鰭片結構，其中所述第一虛擬柵極材料層頂部與所述鰭片結構頂部齊平。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述半導體襯底上形成虛擬柵極材料層的步驟包括：

在所述形成有鰭片結構的半導體襯底上形成第一虛擬柵極材料層，其中所述第一虛擬柵極材料層與所述鰭片結構頂部齊平；

在所述第一虛擬柵極材料層上形成所述虛擬柵極硬掩膜層，所述虛擬柵極硬掩膜層覆蓋所述鰭片結構頂部；

在所述虛擬柵極硬掩膜層上形成第二虛擬柵極材料層。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述鰭片結構頂部設置有阻擋層，在所述形成有鰭片結構的半導體襯底上形成第一虛擬柵極材料層的步驟包括：

在所述形成有鰭片結構的半導體襯底上形成第一虛擬柵極材料層；

執行第一虛擬柵極材料層化學機械研磨工藝，停止在所述阻擋層上；

執行第一虛擬柵極材料層回刻蝕工藝，以形成與所述鰭片結構頂部齊平的第一虛擬柵極材料層，露出所述阻擋層；

去除所述阻擋層。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一虛擬柵極材料層回刻蝕工藝包括第一回刻蝕工藝和第二回刻蝕工藝；

所述第一回刻蝕工藝，用以修正所述第一虛擬柵極材料層化學機械研磨工藝后形成的局部非均勻分布；

所述第二回刻蝕工藝，用以去除所述鰭片結構頂部以上的第一虛擬柵極材料層并露出所述阻擋層。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述虛擬柵極硬掩膜層上形成第二虛擬柵極材料層的步驟包括：

在所述虛擬柵極硬掩膜層上沉積第二虛擬柵極材料層；

執行第二虛擬柵極材料層化學機械研磨工藝。

7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述半導體襯底上形成所述鰭片結構的步驟包括：

在所述半導體襯底上形成圖案化的掩膜層，以所述圖案化的掩膜層為掩膜刻蝕所述半導體襯底以形成溝槽；

在所述溝槽內填充隔離材料，并執行隔離材料化學機械研磨工藝，以去除所述溝槽以外的隔離材料；

執行隔離材料回刻蝕工藝，以形成所述鰭片結構。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述圖案化的掩膜層為硬掩膜層，所述硬掩膜層構成所述鰭片結構頂部的阻擋層。

9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述隔離材料回刻蝕工藝包括第三回刻蝕工藝和第四回刻蝕工藝；

所述第三回刻蝕工藝，用以修正所述隔離材料化學機械研磨工藝形成的局部非均勻分布；

執行第四回刻蝕工藝，以形成所述鰭片結構。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一回刻蝕工藝和/或所述第三回刻蝕工藝為溫控刻蝕工藝，所述溫控刻蝕工藝通過控制刻蝕晶圓表面的溫度分布控制所述刻蝕晶圓表面的刻蝕速率的分布。

11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括依次去除所述獨立虛擬柵極的所述第二虛擬柵極材料層，所述虛擬柵極硬掩膜層和所述第一虛擬柵極材料層，并形成金屬柵極。