本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造中，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展趨勢，集成電路特征尺寸持續(xù)減小。為了適應(yīng)特征尺寸的減小，mosfet場效應(yīng)管的溝道長度也相應(yīng)不斷縮短。然而，隨著器件溝道長度的縮短，器件源極與漏極間的距離也隨之縮短，因此柵極對溝道的控制能力隨之變差，柵極電壓夾斷(pinchoff)溝道的難度也越來越大，使得亞閾值漏電(subthresholdleakage)現(xiàn)象，即所謂的短溝道效應(yīng)(sce：short-channeleffects)更容易發(fā)生。

因此，為了更好的適應(yīng)特征尺寸的減小，半導(dǎo)體工藝逐漸開始從平面mosfet晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡，如鰭式場效應(yīng)管(finfet)。finfet中，柵至少可以從兩側(cè)對超薄體(鰭部)進(jìn)行控制，具有比平面mosfet器件強(qiáng)得多的柵對溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應(yīng)；且finfet相對于其他器件，具有更好的現(xiàn)有的集成電路制作技術(shù)的兼容性。

但是，即使引入了鰭式場效應(yīng)晶體管，現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能依舊較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，優(yōu)化半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括如下步驟：提供基底；在所述基底上形成柵極結(jié)構(gòu)；在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部形成保護(hù)層；在所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和保護(hù)層上形成停止層；在所述柵極結(jié)構(gòu)之間的基底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層暴露出所述保護(hù)層上的停止層；采用等離子干法刻蝕工藝刻蝕去除所述保護(hù)層頂部表面的停止層，所述等離子體干法刻 蝕工藝中，所述等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率。

可選的，所述等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕的步驟包括：以脈沖輸出的方式輸出射頻功率，以脈沖輸出的方式輸出射頻偏壓，且所述射頻功率與射頻偏壓的脈沖同步，以實(shí)現(xiàn)間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕。

可選的，所述等離子體干法刻蝕工藝包括多個(gè)脈沖周期；在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，輸出所述射頻偏壓或射頻功率的占空比為20％至90％。

可選的，所述等離子體干法刻蝕工藝的工藝時(shí)間為5s至30s，一個(gè)脈沖周期的時(shí)間為0.2ms至0.07ms。

可選的，所述等離子體干法刻蝕工藝的步驟包括：刻蝕氣體為nf3和cf4，稀釋氣體為ar。

可選的，所述等離子體干法刻蝕工藝的步驟中，nf3的氣體流量為20sccm至100sccm，cf4的氣體流量為60sccm至300sccm，ar的氣體流量為50sccm至500sccm，壓強(qiáng)為10mtorr至50mtorr，刻蝕頻率為5000hz至15000hz，射頻偏壓為5v至35v，射頻功率為10w至70w。

可選的，所述等離子干法刻蝕工藝對所述保護(hù)層和停止層的刻蝕選擇比為1:1至1:20。

可選的，所述保護(hù)層的材料為氧化硅。

可選的，所述保護(hù)層的厚度為1.8nm至2.2nm。

可選的，所述停止層的材料為氮化硅。

可選的，形成所述介質(zhì)層后，所述停止層的厚度為0nm至8.5nm。

可選的，所述形成方法還包括：在形成所述介質(zhì)層后，采用等離子體干法刻蝕工藝刻蝕去除所述保護(hù)層頂部表面的停止層之前，去除所述停止層表面的自然氧化層。

可選的，所述自然氧化層的材料為氧化硅。

可選的，去除所述停止層表面的自然氧化層的工藝為濕法刻蝕工藝或干 法刻蝕工藝。

可選的，采用濕法刻蝕工藝去除所述停止層表面的自然氧化層，所述濕法刻蝕工藝所采用的刻蝕溶液為氫氟酸；或者，采用干法刻蝕工藝去除所述停止層表面的自然氧化層，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體為cf4。

可選的，所述基底包括n型區(qū)和p型區(qū)；采用等離子干法刻蝕工藝刻蝕去除所述保護(hù)層頂部表面的停止層的步驟中，所述p型區(qū)的停止層刻蝕速率大于所述n型區(qū)的停止層刻蝕速率。

可選的，所述基底包括襯底以及凸出于所述襯底的鰭部；所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨所述鰭部且覆蓋所述鰭部的部分頂部表面和側(cè)壁表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過使等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，由于以間斷的方式可以降低所述等離子的能量，使所述等離子的能量介于去除所述停止層所需能量和去除所述保護(hù)層所需能量之間，從而使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率。當(dāng)部分區(qū)域有停止層殘留而繼續(xù)對所述殘留停止層進(jìn)行刻蝕時(shí)，可以減少對暴露出的保護(hù)層的損耗，或避免因保護(hù)層損耗過多引起的柵極結(jié)構(gòu)受損的問題，從而提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

可選方案中，所述基底包括n型區(qū)和p型區(qū)，當(dāng)p型區(qū)的停止層被去除并繼續(xù)刻蝕所述n型區(qū)的殘留停止層時(shí)，由于等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率，且對所述保護(hù)層和停止層的刻蝕選擇比可以達(dá)到1:1至1:20，不僅可以去除所述n型區(qū)的停止層以克服所述n型區(qū)和p型區(qū)之間的負(fù)載效應(yīng)，還可以在繼續(xù)刻蝕所述n型區(qū)的殘留停止層時(shí)減少對所述p型區(qū)保護(hù)層的損耗，或避免因所述p型區(qū)保護(hù)層損耗過多引起的p型區(qū)柵極結(jié)構(gòu)損傷的問題，從而提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

可選方案中，所述等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，在所述射頻偏壓和射頻功率呈關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，所述離子體為非激發(fā)態(tài)，從而可以使刻蝕工藝產(chǎn)生的刻蝕聚合物被排出，避免刻蝕副產(chǎn)物的堆積，進(jìn)而可以提高 刻蝕效率。

附圖說明

圖1至圖4是現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5至圖12是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明等離子干法刻蝕工藝中等離子間斷輸出方式示意圖；

圖14和圖15是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中去除停止層后的電鏡圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的電性能較差，結(jié)合參考圖1至圖4，示出了現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1和圖2，提供襯底100，所述襯底100用于形成鰭式場效應(yīng)管晶體管。所述襯底100包括p型區(qū)(如圖1所示)和n型區(qū)(如圖2所示)，其中，所述p型區(qū)襯底100用于形成pmos(如圖1所示)，所述n型區(qū)襯底100用于形成nmos(如圖2所示)。

其中，所述p型區(qū)襯底100上形成有第一柵極結(jié)構(gòu)110，所述第一柵極結(jié)構(gòu)110頂部形成有第一保護(hù)層112，所述第一柵極結(jié)構(gòu)110側(cè)壁和第一保護(hù)層112頂部形成有第一停止層111；所述n型區(qū)襯底100上形成有第二柵極結(jié)構(gòu)120，所述第二柵極結(jié)構(gòu)120頂部形成有第二保護(hù)層122，所述第二柵極結(jié)構(gòu)120側(cè)壁和第二保護(hù)層122頂部形成有第二停止層121。所述襯底100上還形成有覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)110和第二柵極結(jié)構(gòu)120側(cè)壁的介質(zhì)層130。

在對所述介質(zhì)層130進(jìn)行研磨時(shí)，首先研磨至露出所述第一停止層111和第二停止層121的頂部；然后進(jìn)一步研磨時(shí)，研磨去除所述介質(zhì)層130的同時(shí)還會(huì)研磨去除所述第一停止層111和第二停止層121。

但是，由于pmos區(qū)和nmos區(qū)之間存在負(fù)載效應(yīng)，pmos區(qū)的第一停止層111的研磨速率遠(yuǎn)大于所述nmos區(qū)的第二停止層121的研磨速率，當(dāng) 所述第一停止層111被研磨去除并暴露出所述第一保護(hù)層112時(shí)(如圖1所示)，所述第二停止層121還有殘留(如圖2所示)且殘留量較大；繼續(xù)進(jìn)行研磨工藝以去除剩余所述第二停止層121時(shí)，所述研磨工藝還會(huì)對所述pmos區(qū)進(jìn)行研磨，從而容易導(dǎo)致所述第一保護(hù)層112被損耗。甚至，當(dāng)所述第二停止層121被研磨去除并暴露出所述第二保護(hù)層122時(shí)(如圖4所示)，所述第一保護(hù)層112已被研磨去除并暴露出所述第一柵極結(jié)構(gòu)110(如圖3所示)，所述第一柵極結(jié)構(gòu)110容易受到損傷，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能變差。

為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成柵極結(jié)構(gòu)；在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部形成保護(hù)層；在所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和保護(hù)層上形成停止層；在所述柵極結(jié)構(gòu)之間的基底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層暴露出所述保護(hù)層上的停止層；采用等離子干法刻蝕工藝刻蝕去除所述保護(hù)層頂部表面的停止層，所述等離子體干法刻蝕工藝中，所述等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率。

本發(fā)明通過使等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，由于以間斷的方式可以降低所述等離子的能量，使所述等離子的能量介于去除所述停止層所需能量和去除所述保護(hù)層所需能量之間，從而使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率。當(dāng)部分區(qū)域有停止層殘留而繼續(xù)對所述殘留停止層進(jìn)行刻蝕時(shí)，可以減少對暴露出的保護(hù)層的損耗，或避免因保護(hù)層損耗過多引起的柵極結(jié)構(gòu)受損的問題，從而提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

圖5至圖12是本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各步驟對應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖5和圖6，提供基底。

所述基底包括n型區(qū)和p型區(qū)，其中，所述p型區(qū)基底用于形成p型半導(dǎo)體器件(如圖5所示)，所述n型區(qū)基底用于形成n型半導(dǎo)體器件(如圖6 所示)。

本實(shí)施例中，所述n型區(qū)和p型區(qū)為不相鄰區(qū)域。在其他實(shí)施例中，所述n型區(qū)和p型區(qū)還可以為相鄰區(qū)域。

本實(shí)施例中，所述基底用于形成鰭式場效應(yīng)管(finfet)，相應(yīng)的，所述基底包括襯底200以及凸出于所述襯底200的鰭部(未標(biāo)示)。

所述襯底200的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦，所述襯底200還能夠?yàn)榻^緣體上的硅襯底或者絕緣體上的鍺襯底；所述鰭部的材料包括硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦。本實(shí)施例中，所述襯底200為硅襯底，所述鰭部的材料為硅。

在另一實(shí)施例中，所述基底還可以用于形成平面晶體管，所述基底為平面基底，所述平面基底為硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底或碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底或絕緣體上鍺襯底、玻璃襯底或iii-v族化合物襯底(例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等)。

繼續(xù)參考圖5和圖6，在所述基底上形成柵極結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，所述p型區(qū)基底上形成第一柵極結(jié)構(gòu)210(如圖5所示)，在所述n型區(qū)基底上形成第二柵極結(jié)構(gòu)220(如圖6所示)。

所述基底用于形成鰭式場效應(yīng)管(finfet)，所述基底包括襯底200以及凸出于所述襯底200的鰭部(未標(biāo)示)。相應(yīng)的，所述第一柵極結(jié)構(gòu)210橫跨所述p型區(qū)鰭部且覆蓋所述p型區(qū)鰭部的部分頂部表面和側(cè)壁表面，所述第二柵極結(jié)構(gòu)220橫跨所述n型區(qū)鰭部且覆蓋所述n型區(qū)鰭部的部分頂部表面和側(cè)壁表面。

本實(shí)施例中，所述第一柵極結(jié)構(gòu)210和第二柵極結(jié)構(gòu)220的材料為包括多晶硅。

在另一實(shí)施例中，所述基底還可以用于形成平面晶體管，所述基底為平面基底。相應(yīng)的，所述柵極結(jié)構(gòu)形成于所述平面基底表面。

繼續(xù)參考圖5和圖6，在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部形成保護(hù)層。

所述保護(hù)層用于保護(hù)所述柵極結(jié)構(gòu)頂部，避免所述柵極結(jié)構(gòu)在后續(xù)工藝 中受到損傷。

本實(shí)施例中，在所述柵極結(jié)構(gòu)頂部形成保護(hù)層的步驟包括：在所述第一柵極結(jié)構(gòu)210表面形成第一保護(hù)層212(如圖5所示)，在所述第二柵極結(jié)構(gòu)220表面形成第二保護(hù)層222(如圖6所示)。

本實(shí)施例中，采用快速熱氧化工藝，氧化所述柵極結(jié)構(gòu)層表面，形成所述第一保護(hù)層212和第二保護(hù)層222。所述第一柵極結(jié)構(gòu)210和第二柵極結(jié)構(gòu)220的材料為多晶硅，相應(yīng)的，所述第一保護(hù)層212和第二保護(hù)層222的材料為氧化硅。

本實(shí)施例中，所述第一保護(hù)層212和第二保護(hù)層222的厚度為1.8nm至2.2nm。

參考圖7和圖8，圖7為基于圖5的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為基于圖6的結(jié)構(gòu)示意圖，在所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和保護(hù)層上形成停止層。

所述停止層用于作為后續(xù)接觸孔刻蝕工藝中的刻蝕停止層，還可以作為后續(xù)平坦化工藝的停止位置。

本實(shí)施例中，所述停止層包括覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)210的側(cè)壁表面和第一保護(hù)層212的頂部表面的第一停止層211(如圖7所示)，以及覆蓋所述第二柵極結(jié)構(gòu)220的側(cè)壁表面和第二保護(hù)層222的頂部表面的第二停止層221(如圖8所示)。

本實(shí)施例中，采用化學(xué)氣相沉積工藝形成所述第一停止層211和第二停止層221。

所述第一停止層211和第二停止層221的材料為氮化硅。

參考圖9和圖10，圖9為基于圖7的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10為基于圖8的結(jié)構(gòu)示意圖，在所述柵極結(jié)構(gòu)之間的基底上形成介質(zhì)層230，所述介質(zhì)層230暴露出所述保護(hù)層上的停止層。

所述介質(zhì)層230的材料為絕緣材料，例如為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅。本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層230的材料為氧化硅。

本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層230頂部與所述第一停止層211(如圖9所示)和第二停止層221(如圖10所示)齊平并暴露出所述第一停止層211和第二停止層221的頂部表面。

本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層230為疊層結(jié)構(gòu)，包括位于所述基底表面的第一介質(zhì)層(未標(biāo)示)，以及位于所述第一介質(zhì)層表面的第二介質(zhì)層(未標(biāo)示)。

具體地，形成所述介質(zhì)層230的步驟包括：在所述鰭部(未標(biāo)示)與鰭部之間的基底上填充滿第一介質(zhì)膜，所述第一介質(zhì)膜還覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)210(如圖9所示)和第二柵極結(jié)構(gòu)220(如圖10所示)，且所述第一介質(zhì)膜頂部高于所述第一停止層211和第二停止層221頂部；平坦化所述第一介質(zhì)膜直至露出所述第一停止層211和第二停止層221的頂部表面；回刻蝕去除部分厚度的第一介質(zhì)膜以形成第一介質(zhì)層；在所述第一介質(zhì)層表面形成第二介質(zhì)膜，所述第二介質(zhì)膜還覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)210和第二柵極結(jié)構(gòu)220表面，且所述第二介質(zhì)膜頂部高于所述第一停止層211和第二停止層221頂部；平坦化所述第二介質(zhì)膜直至露出所述第一停止層211頂部和第二停止層221頂部表面，以形成第二介質(zhì)層。

其中，所述第二介質(zhì)層的致密度大于所述第一介質(zhì)層的致密度，用于在平坦化工藝中提高所述第二介質(zhì)層的表面平坦度。

本實(shí)施例中，為了提高所述第一介質(zhì)膜的填孔(gap-filling)能力，使得第一介質(zhì)層具有較好的粘附性，且避免后所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成空洞，采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積(fcvd)工藝形成所述第一介質(zhì)膜。此外，為了提高所述第二介質(zhì)膜的致密度，采用高縱寬比(harp)沉積工藝形成所述第二介質(zhì)膜。

需要說明的是，形成所述第二介質(zhì)層后，部分區(qū)域的停止層被研磨去除，部分區(qū)域的停止層仍有部分厚度保留。因此，本實(shí)施例中，形成所述介質(zhì)層后，所述第一停止層211和第二停止層221的厚度為0nm至8.5nm。

參考圖11和圖12，圖11為基于圖9的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12為基于圖11的結(jié)構(gòu)示意圖，采用等離子干法刻蝕工藝刻蝕去除所述保護(hù)層頂部表面的停止層，所述等離子體干法刻蝕工藝中，所述等離子體以間斷的方式對所述停 止層進(jìn)行刻蝕，使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率。

等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕時(shí)，由于以間斷的方式可以降低所述等離子的能量，使所述等離子的能量介于去除所述停止層所需能量和去除所述保護(hù)層所需能量之間，從而使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率，從而可以避免去除所述停止層的工藝過程中損耗過多的保護(hù)層，進(jìn)而避免所述柵極結(jié)構(gòu)頂部因保護(hù)層被過多損耗而受到損傷。

具體地，所述等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕的步驟包括：以脈沖輸出的方式輸出射頻功率，以脈沖輸出的方式輸出射頻偏壓，且所述射頻功率與射頻偏壓的脈沖同步，以實(shí)現(xiàn)間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕。也就是說，所述刻蝕工藝持續(xù)輸出射頻偏壓和射頻功率一定時(shí)間后，停止輸出射頻偏壓和射頻功率，從而使所述等離子體以間斷的方式而不是連續(xù)的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕。

具體地，圖13所示，示出了等離子干法刻蝕工藝中等離子間斷輸出方式示意圖，橫坐標(biāo)表示從刻蝕工藝開始至刻蝕工藝結(jié)束所需的時(shí)間，縱坐標(biāo)表示射頻功率和射頻電壓。其中，曲線301為射頻功率隨時(shí)間的變化曲線，曲線302為射頻偏壓隨時(shí)間的變化曲線，且所述射頻功率和射頻偏壓以同步脈沖的方式輸出。

所述等離子體干法刻蝕工藝包括多個(gè)脈沖周期，在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，所述刻蝕工藝包括刻蝕期和停止期。在所述刻蝕期內(nèi)，持續(xù)輸出所述射頻偏壓和射頻功率，使所述等離子體持續(xù)對所述停止層進(jìn)行刻蝕，在所述停止期內(nèi)，停止輸出所述射頻偏壓和射頻功率，所述等離子體為非激發(fā)態(tài)，不會(huì)對所述停止層進(jìn)行刻蝕，且所述射頻偏壓和射頻功率在整個(gè)刻蝕過程中同時(shí)輸出和關(guān)斷。

需要說明的是，在所述停止期內(nèi)，停止輸出射頻偏壓和射頻功率，所述等離子體為非激發(fā)態(tài)，由所述刻蝕工藝產(chǎn)生的刻蝕副產(chǎn)物還在所述停止期內(nèi)被排出，從而可以避免刻蝕副產(chǎn)物的堆積，進(jìn)而可以提高刻蝕效率。

本實(shí)施例中，所述等離子體干法刻蝕工藝的工藝時(shí)間為5s至30s，一個(gè)脈沖周期的時(shí)間為0.2ms至0.07ms。

需要說明的是，在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，輸出所述射頻偏壓和射頻功率的占空比不宜過高，也不宜過低。當(dāng)輸出所述射頻偏壓和射頻功率的占空比過高時(shí)，停止輸出射頻偏壓和射頻功率的時(shí)間過短，從而難以排出刻蝕副產(chǎn)物，進(jìn)而降低刻蝕效率；當(dāng)輸出所述射頻偏壓和射頻功率的占空比過低時(shí)，容易導(dǎo)致一個(gè)刻蝕周期內(nèi)的刻蝕量過少，從而增加了工藝時(shí)間，降低生產(chǎn)效率，此外，等離子體呈非激發(fā)態(tài)的時(shí)間過長，再次輸出所述射頻偏壓和射頻功率時(shí)，難以激活等離子體。為此，本實(shí)施例中，在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，輸出所述射頻偏壓或射頻功率的占空比為20％至90％。

本實(shí)施例中，所述等離子體干法刻蝕工藝所采用的刻蝕氣體為nf3和cf4，稀釋氣體為ar。

所述刻蝕氣體具有較快的反應(yīng)速度，當(dāng)輸出所述射頻偏壓和射頻功率時(shí)，等離子體可以迅速地從非激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，從而可以迅速地由停止期進(jìn)入刻蝕期，進(jìn)而提高刻蝕效率。

需要說明的是，所述刻蝕氣體的流量需控制在合理范圍內(nèi)。當(dāng)所述刻蝕氣體流量過多是，容易導(dǎo)致刻蝕速率過快，從而難以控制刻蝕工藝的穩(wěn)定性；當(dāng)所述刻蝕氣體的流量過少時(shí)，刻蝕速率過慢，相應(yīng)會(huì)增加刻蝕工藝時(shí)間，從而降低生產(chǎn)效率。為此，本實(shí)施例中，nf3的氣體流量為20sccm至100sccm，cf4的氣體流量為60sccm至300sccm。

還需要說明的是，根據(jù)刻蝕氣體的流量設(shè)定，稀釋氣體也需控制在合理的范圍內(nèi)。當(dāng)所述稀釋氣體的流量過少時(shí)，容易降低刻蝕工藝的穩(wěn)定性，且稀釋效果不明顯；當(dāng)所述稀釋氣體的流量過多時(shí)，容易導(dǎo)致刻蝕速率過慢，相應(yīng)會(huì)增加刻蝕工藝時(shí)間，從而降低生產(chǎn)效率。為此，本實(shí)施例中，ar的氣體流量為50sccm至500sccm。此外，刻蝕氣體和稀釋氣體的流量受到壓強(qiáng)的影響，根據(jù)所述，刻蝕氣體和稀釋氣體的流量設(shè)定，壓強(qiáng)為10mtorr至50mtorr。

還需要說明的是，刻蝕頻率不宜過高，也不宜過低。當(dāng)刻蝕頻率過低時(shí)，等離子體濃度過低，從而使等離子體的穩(wěn)定性變差，進(jìn)而容易降低刻蝕效率； 當(dāng)刻蝕頻率過高時(shí)，刻蝕速率過高，難以實(shí)現(xiàn)對所述保護(hù)層和停止層的高刻蝕選擇比。為此，本實(shí)施例中，刻蝕頻率為5000hz至15000hz。

此外，射頻偏壓和射頻功率均會(huì)影響到等離子體的穩(wěn)定性，為了保證刻蝕效率，本實(shí)施例中，射頻偏壓為5v至35v，射頻功率為10w至70w。

由于所述p型區(qū)和n型區(qū)之間存在負(fù)載效應(yīng)，因此所述p型區(qū)的第一停止層211(如圖9所示)刻蝕速率遠(yuǎn)大于所述n型區(qū)的第二停止層221(如圖10所示)刻蝕速率。當(dāng)所述第一停止層211被刻蝕去除并暴露出所述第一保護(hù)層212(如圖11所示)后，所述第二停止層221仍有殘留甚至殘留量較大；繼續(xù)采用所述等離子體以間斷的方式對剩余所述第二停止層221進(jìn)行刻蝕直至暴露出所述第二保護(hù)層222(如圖12所示)的過程中，所述等離子體還會(huì)對暴露出的所述第一保護(hù)層212進(jìn)行刻蝕。通過等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕的過程中，由于以間斷的方式可以降低等離子的能量，使所述等離子的能量介于去除所述停止層所需能量和去除所述保護(hù)層所需能量之間，從而使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率，因此可以減小去除剩余所述第二停止層221的刻蝕工藝對所述第一保護(hù)層212的損耗；此外，所述第一保護(hù)層212用于保護(hù)所述第一柵極結(jié)構(gòu)210(如圖11所示)，還可以避免所述第一保護(hù)層212因被損耗過多而引起所述第一柵極結(jié)構(gòu)210受損傷的問題。

本實(shí)施例中，所述等離子干法刻蝕工藝對所述保護(hù)層和停止層的刻蝕選擇比為1:1至1:20。

如圖14和圖15所示，圖14和圖15分別示出了去除所述第一停止層211(如圖9所示)和第二停止層221(如圖10所示)后p型區(qū)和n型區(qū)的電鏡圖。從圖中可知，通過等離子體以間斷的方式對所述第一停止層211和第二停止層221進(jìn)行刻蝕后，所述第一保護(hù)層212(如圖14所示)頂部的第一停止層211被去除，所述第二保護(hù)層222(如圖15所示)頂部的第二停止層221有所保留，且所述第一柵極結(jié)構(gòu)210(如圖14所示)頂部仍有第一保護(hù)層212保留，所述刻蝕工藝可以減小去除剩余第二停止層221的刻蝕工藝對所述第一保護(hù)層212的損耗。

需要說明的是，形成所述介質(zhì)層230后，所述介質(zhì)層230頂部與所述第一停止層211(如圖9所示)和第二停止層221(如圖10所示)齊平并暴露出所述第一停止層211和第二停止層221的頂部表面，因此，所述第一停止層211和第二停止層221的頂部表面容易有自然氧化層(圖未示)形成。具體地，所述自然氧化層的材料為氧化硅。

為了避免所述自然氧化層成為刻蝕所述第一停止層211和第二停止層221的過程中的阻擋層，采用等離子體干法刻蝕工藝刻蝕去除所述第一停止層211和第二停止層221之前，所述形成方法還包括：去除所述第一停止層211和第二停止層221表面的自然氧化層。

去除所述第一停止層211和第二停止層221表面自然氧化層的工藝可以為濕法刻蝕工藝，還可以為干法刻蝕工藝。具體地，采用濕法刻蝕工藝去除所述第一停止層211和第二停止層221表面的自然氧化層時(shí)，所述濕法刻蝕工藝所采用的刻蝕溶液為氫氟酸；采用干法刻蝕工藝去除所述第一停止層211和第二停止層221表面的自然氧化層時(shí)，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體為cf4。

本發(fā)明通過使等離子體以間斷的方式對所述停止層進(jìn)行刻蝕，由于以間斷的方式可以降低所述等離子的能量，使所述等離子的能量介于去除所述停止層所需能量和去除所述保護(hù)層所需能量之間，從而使所述等離子體對所述保護(hù)層的刻蝕速率小于對所述停止層的刻蝕速率。當(dāng)部分區(qū)域有停止層殘留而繼續(xù)對所述殘留停止層進(jìn)行刻蝕時(shí)，可以減少對暴露出的保護(hù)層的損耗，或避免因保護(hù)層損耗過多引起的柵極結(jié)構(gòu)受損的問題，從而提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

此外，所述基底包括n型區(qū)和p型區(qū)，其中，所述p型區(qū)基底用于形成p型器件(如圖9所示)，所述n型區(qū)基底用于形成n型器件(如圖10所示)，由于所述p型區(qū)和n型區(qū)之間存在負(fù)載效應(yīng)，所述p型區(qū)的第一停止層211(如圖9所示)刻蝕速率大于所述n型區(qū)的第二停止層221(如圖10所示)刻蝕速率，當(dāng)p型區(qū)的第一停止層211被去除并暴露出第一保護(hù)層212(如圖11所示)，繼續(xù)刻蝕所述n型區(qū)的第二停止層221時(shí)，由于等離子體以間斷的方式對所述第二停止層221進(jìn)行刻蝕，使所述等離子體對所述第一保護(hù)層 212的刻蝕速率小于對所述第二停止層221的刻蝕速率，且對所述第一保護(hù)層212和第二停止層221的刻蝕選擇比可以達(dá)到1:1至1:20，不僅可以去除所述n型區(qū)的第二停止層221以減小n型區(qū)和p型區(qū)之間的負(fù)載效應(yīng)，還可以減少對所述p型區(qū)的第一保護(hù)層212的損耗，或避免因所述第一保護(hù)層212損耗過多引起的p型區(qū)第一柵極結(jié)構(gòu)210(如圖11所示)的損傷，從而提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。