[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710995807.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109698119B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海洋;劉少雄
• 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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件，所述方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成虛擬柵極材料層，其中，所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(dǎo)體襯底上的分布具有一致的高度。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法，通過分步去除虛擬材料層取代一次性去除虛擬材料層有效減少了在涉及虛擬材料層去除步驟的柵極切斷工藝與金屬柵極形成工藝中因不同開口尺寸造成的負(fù)載效應(yīng)所引起的柵極材料去除速率的不同，從而減小了刻蝕工藝導(dǎo)致在柵極去除或切斷工藝中發(fā)生局部過刻蝕或局部欠刻蝕，最終提升了半導(dǎo)體器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體器件尺寸的逐漸減小，對半導(dǎo)體制造的緊密控制的要求也越來越高，在同一半導(dǎo)體晶圓上往往集成多種具有不同尺寸的晶體管以最大限度的實現(xiàn)集成，不同晶體管的集成同一也涉及到多種工藝的集成，其中晶體管柵極的形成工藝就是半導(dǎo)體器件制造過程中常常涉及到的工藝集成中的至關(guān)重要的一步。

晶體管中柵極的形成工藝包括先在半導(dǎo)體上擬形成晶體管柵極的位置形成條狀虛擬柵極，在形成條狀虛擬柵極之后采用柵極切斷(Poly Cut或Gate Cut)工藝對條狀虛擬柵極進行切斷以形成對應(yīng)于不同晶體管或晶體管組合的獨立柵極，同時，還包括去除虛擬柵極之后形成金屬柵極的步驟。

然而，無論是形成條狀虛擬柵極，采用柵極切斷技術(shù)對條狀虛擬柵極進行切斷，還是去除虛擬柵極形成金屬柵極的步驟中，只要涉及到不同開口尺寸的虛擬柵極材料的去除，就會在整個晶圓表面形成同程度的負(fù)載效應(yīng)，這個負(fù)載效應(yīng)導(dǎo)致不同開口尺寸的虛擬柵極去除速率不一致，從而導(dǎo)致虛擬柵極材料去除過程中不同程度的過刻蝕或欠刻蝕，影響晶體管的性能。

為此，本發(fā)明提供了一種新半導(dǎo)體器件制造方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，所述方法包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成虛擬柵極材料層，其中，所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(dǎo)體襯底上的分布具有一致的高度。

示例性的，所述半導(dǎo)體襯底上形成有鰭片結(jié)構(gòu)，其中所述第一虛擬柵極材料層頂部與所述鰭片結(jié)構(gòu)頂部齊平。

示例性的，在所述半導(dǎo)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(jié)構(gòu)的半導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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。

示例性的，所述鰭片結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置有阻擋層，在所述形成有鰭片結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)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(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底上形成第一虛擬柵極材料層；

執(zhí)行第一虛擬柵極材料層化學(xué)機械研磨工藝，停止在所述阻擋層上；

執(zhí)行第一虛擬柵極材料層回刻蝕工藝，以形成與所述鰭片結(jié)構(gòu)頂部齊平的第一虛擬柵極材料層，露出所述阻擋層；