[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201711306991.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109904120B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 唐粕人
• 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: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李浩

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供半導體結構，所述半導體結構包括：襯底、在所述襯底上的柵極結構、在所述柵極結構兩側的側面上的初始間隔物層以及覆蓋所述柵極結構和所述初始間隔物層的第一層間電介質層；其中，所述襯底包括：分別在所述柵極結構兩側的源極和漏極，所述柵極結構包括：在所述襯底上的柵極絕緣物層、在所述柵極絕緣物層上的柵極層和在所述柵極層上的硬掩模層；

刻蝕所述第一層間電介質層以形成露出所述源極的源極接觸孔和露出所述漏極的漏極接觸孔；其中，所述源極接觸孔和所述漏極接觸孔還露出在所述柵極結構至少一側的所述初始間隔物層的部分；

去除所述初始間隔物層的被露出部分從而露出所述柵極結構的所述至少一側的側面；

在所述柵極結構的被露出的所述至少一側的側面上形成間隔物結構層；

在形成所述間隔物結構層之后，在所述源極接觸孔中形成與所述源極連接的源極接觸件并在所述漏極接觸孔中形成與所述漏極連接的漏極接觸件；

在形成所述源極接觸件和所述漏極接觸件之后，選擇性地去除所述間隔物結構層的至少一部分以形成空氣間隙；

在所述第一層間電介質層、所述源極接觸件和所述漏極接觸件之上形成第二層間電介質層，其中所述第二層間電介質層覆蓋在所述空氣間隙之上；以及

形成貫穿所述第二層間電介質層、所述第一層間電介質層和所述硬掩模層的且與所述柵極層連接的柵極接觸件，其中，所述柵極接觸件與所述空氣間隙在水平方向上間隔開，所述柵極接觸件在所述襯底上的正投影與所述空氣間隙在所述襯底上的正投影不重疊。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

在形成所述空氣間隙的步驟中，所述空氣間隙形成在所述柵極結構與所述源極接觸件之間或者形成在所述柵極結構與所述漏極接觸件之間。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

在形成所述間隔物結構層的步驟中，所述間隔物結構層包括：在所述柵極結構的所述至少一側的犧牲間隔物層；

選擇性地去除所述間隔物結構層的至少一部分以形成空氣間隙的步驟包括：去除所述犧牲間隔物層以形成空氣間隙。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，

在形成所述間隔物結構層的步驟中，所述犧牲間隔物層位于所述柵極結構的被露出的所述至少一側的側面上。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在形成所述第二層間電介質層之前，所述方法還包括：

至少在所述空氣間隙的側壁上保形地沉積柵極間隔物層。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，

在形成所述間隔物結構層的步驟中，所述間隔物結構層還包括：在所述柵極結構與所述犧牲間隔物層之間的第一間隔物層；其中，所述第一間隔物層形成在所述柵極結構的被露出的所述至少一側的側面上，所述犧牲間隔物層形成在所述第一間隔物層的側面上；所述犧牲間隔物層的材料與所述第一間隔物層的材料不同；

去除所述犧牲間隔物層以形成空氣間隙的步驟包括：選擇性地去除所述犧牲間隔物層，并保留所述第一間隔物層。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

在形成所述間隔物結構層的步驟中，所述間隔物結構層還包括：在所述犧牲間隔物層的側面上的第二間隔物層；其中，所述犧牲間隔物層的材料還與所述第二間隔物層的材料不同；

在選擇性地去除所述犧牲間隔物層的步驟中，還保留所述第二間隔物層。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，

所述犧牲間隔物層的材料包括：SiON、SiOCN、非晶硅或多晶硅。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，

所述第一間隔物層和所述第二間隔物層的材料分別包括：SiN、SiON或SiOCN；

所述犧牲間隔物層的材料包括：多晶硅或非晶硅。