伸部分可以保留，得到"側(cè)墻"1012'，如圖7所示。
[0023] 在形成側(cè)墻1012'之后，可以對犧牲柵主體層進(jìn)行構(gòu)圖如RIE，如圖7中的箭頭所 示，以得到犧牲柵主體1006'。構(gòu)圖可以停止于下方的犧牲柵介質(zhì)層1004。如上所述，在 構(gòu)圖時，側(cè)墻1012'也可以被RIE。一方面，如上所述，由于RIE的特性，刻蝕后犧牲柵主體 層1006的剖面傾向于呈現(xiàn)從下向上漸縮的形狀；另一方面，由于側(cè)墻1012'的存在，保護(hù) 了犧牲柵主體層1006位于其下方的部分，使其不易受RIE影響。而且，側(cè)墻1012'的保護(hù) 作用隨著自身被不斷去除而變得越來越差。從而，犧牲柵主體1006'可以呈現(xiàn)例如中間略 凹的形狀，如圖8所示。更加具體地，犧牲柵主體1006'的下部主要受到RIE刻蝕的影響， 從而呈現(xiàn)從下向上漸縮的剖面；而犧牲柵主體1006'的上部主要受到側(cè)墻1012'的影響， 越靠近側(cè)墻1012'受到的保護(hù)越大，從而越不易被去除，因而呈現(xiàn)從上向下漸縮的剖面。這 兩種效果相組合，得到了中間略凹的形狀。可以通過控制側(cè)墻1012'的高度和/或厚度來 調(diào)整犧牲柵主體1006'的剖面形狀，使得例如犧牲柵主體1006'的中部凹入不是太大。例 如，側(cè)墻1012'的高度可以接近或略低于下方犧牲柵主體層1006的厚度。根據(jù)一示例，該 構(gòu)圖可以進(jìn)行至側(cè)墻1012'被基本上完全去除。
[0024] 這樣，就得到了根據(jù)本公開實(shí)施例的犧牲柵主體1006'。如圖8所示，該犧牲柵主 體1006'呈現(xiàn)中間略凹的形狀，而不是上述錐臺型。這種剖面有助于后繼的替代柵工藝。
[0025] 接下來，將描述以上述犧牲柵主體為基礎(chǔ)的一示例替代柵工藝。這里需要指出的 是，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道多種方式來實(shí)施替代柵工藝，而不限于在此所述的示例。
[0026] 例如，如圖8所示，可以犧牲柵主體為掩模，進(jìn)行延伸區(qū)（extension)注入，以形成 延伸區(qū)1022。對于p型器件，可以注入p型雜質(zhì)，如B、A1等；對于n型器件，可以注入n型 雜質(zhì)，如P、As等。另外，還可以進(jìn)行暈圈（halo)注入（未示出）。
[0027] 然后，如圖9所示，可以在犧牲柵主體1006'的側(cè)壁上，形成柵側(cè)墻1014。例如， 柵側(cè)墻1014可以通過在襯底上共形淀積一層氮化物，并對該氮化物層進(jìn)行選擇性刻蝕如 RIE來形成。在圖9的示例中，沒有去除犧牲柵主體1006'上的硬掩膜層1008,從而柵側(cè)墻 1014也形成在其側(cè)壁上。根據(jù)備選示例，可以去除硬掩膜層1008。
[0028] 隨后，可以犧牲柵主體1006'和柵側(cè)墻1014為掩模，進(jìn)行源/漏注入，以形成 源/漏注入?yún)^(qū)1024。還可以進(jìn)行退火處理，以激活注入的離子，并形成源/漏區(qū)S/D(見 圖 10)。
[0029] 然后，如圖10所示，可以在圖9所示的結(jié)構(gòu)上形成層間電介質(zhì)層1016。例如，可以 通過淀積氧化物，然后進(jìn)行平坦化如化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)來形成層間電介質(zhì)層1016。在平 坦化時，可以犧牲柵主體1006'為停止點(diǎn)，從而可以露出犧牲柵主體1006'。在平坦化同 時，去除了硬掩膜層1008。
[0030]接下來，如圖11所示，可以通過選擇性刻蝕如濕法腐蝕（例如，利用TMAH溶液）， 去除犧牲柵主體1006'。另外，還可以進(jìn)一步選擇性去除犧牲柵介質(zhì)層1004。這樣，就在 層間電介質(zhì)層1016中在柵側(cè)墻1014內(nèi)側(cè)留下了柵槽G。
[0031] 隨后，可以在柵槽G內(nèi)形成真正的柵堆疊。
[0032] 具體地，如圖12所示，可以在圖11所示的結(jié)構(gòu)上，例如通過淀積，可以依次形成高 K柵介質(zhì)層1018和金屬柵主體層1020。例如，高K柵介質(zhì)層1004可以包括11?)2等，厚度 為約l-3nm;金屬柵主體層1020可以包括TiAl、TiN等，厚度為約l-10nm。另外，金屬柵主 體層1020不限于圖示的單層結(jié)構(gòu)，也可以包括多種金屬功函數(shù)材料的疊層結(jié)構(gòu)。
[0033] 在圖12的示例中，示出了高K柵介質(zhì)層1018和金屬柵主體層1020將柵槽G完全 填滿的示例。但是，本公開不限于此。例如，金屬柵主體層1020可以形成為較薄，使得柵槽 G并未完全填滿。之后，還可以在金屬柵主體層1020之上例如通過淀積進(jìn)一步形成多晶硅 或金屬層等。
[0034] 根據(jù)一示例，還可以在襯底1000的表面上通過淀積或熱氧化形成界面層（未示 出）。界面層可以包括氧化物（例如氧化硅），厚度為約5A-2nrn。
[0035] 接下來，如圖13所示，例如通過回蝕，去除高K柵介質(zhì)層1004和金屬柵主體層 1020在柵槽G之外的部分，并因此形成柵堆疊。回蝕時，可以側(cè)墻為停止點(diǎn)。
[0036] 這樣，就得到了根據(jù)本公開實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1000。在形成該半導(dǎo)體器件1000 時，特別是在填充柵堆疊時，由于柵槽G的剖面（參見圖11)并非上窄下寬的錐臺型，而是 如上所述中間略凹的形狀，因此相比于常規(guī)技術(shù)，要易于填充。
[0037] 在以上的描述中，對于各層的構(gòu)圖、刻蝕等技術(shù)細(xì)節(jié)并沒有做出詳細(xì)的說明。但是 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以通過各種技術(shù)手段，來形成所需形狀的層、區(qū)域等。另外，為 了形成同一結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以設(shè)計(jì)出與以上描述的方法并不完全相同的方法。 另外，盡管在以上分別描述了各實(shí)施例，但是這并不意味著各個實(shí)施例中的措施不能有利 地結(jié)合使用。
[0038] 以上對本公開的實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，這些實(shí)施例僅僅是為了說明的目的，而 并非為了限制本公開的范圍。本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等價物限定。不脫離本公 開的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替代和修改，這些替代和修改都應(yīng)落在本公開的 范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種形成犧牲柵主體的方法，包括： 在襯底上形成犧牲柵主體層； 在犧牲柵主體層上形成硬掩模層，該硬掩膜層構(gòu)圖為對應(yīng)于將要形成的柵堆疊的形 狀； 在硬掩膜層的側(cè)壁上形成側(cè)墻； 利用硬掩膜層，對犧牲柵主體層進(jìn)行構(gòu)圖，在構(gòu)圖時，側(cè)墻也能夠被去除， 其中，構(gòu)圖后的犧牲柵主體層形成犧牲柵主體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，犧牲柵主體層包括多晶娃，側(cè)墻包括多晶娃。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在形成犧牲柵主體層之前，該方法還包括在襯底 上形成犧牲柵介質(zhì)層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成側(cè)墻包括： 在形成有犧牲柵主體層的襯底上大致共形地淀積側(cè)墻材料層，并對該側(cè)墻材料層進(jìn)行 構(gòu)圖W基本上去除其橫向延伸部分，留下的側(cè)墻材料層的縱向延伸部分形成側(cè)墻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對犧牲柵主體層的構(gòu)圖進(jìn)行至側(cè)墻被基本上完 全去除。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，側(cè)墻的厚度為柵長的約30%。
7. -種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在襯底上形成犧牲柵主體； 在犧牲柵主體的側(cè)壁上形成柵側(cè)墻； 在形成有犧牲柵主體和柵側(cè)墻的襯底上形成層間電介質(zhì)層； 對層間電介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理，W露出犧牲柵主體； 選擇性去除犧牲柵主體，在柵側(cè)墻內(nèi)側(cè)留下空間； 在所述空間中形成柵介質(zhì)層和柵主體層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，柵介質(zhì)層包括高K柵介質(zhì)，柵主體層包括金屬柵 主體。
【專利摘要】本公開提供了一種剖面改善的犧牲柵主體形成方法及半導(dǎo)體器件制造方法。一示例方法可以包括：在襯底上形成犧牲柵主體層；在犧牲柵主體層上形成硬掩模層，該硬掩膜層構(gòu)圖為對應(yīng)于將要形成的柵堆疊的形狀；在硬掩膜層的側(cè)壁上形成側(cè)墻；利用硬掩膜層，對犧牲柵主體層進(jìn)行構(gòu)圖，在構(gòu)圖時，側(cè)墻也能夠被去除，其中，構(gòu)圖后的犧牲柵主體層形成犧牲柵主體。
【IPC分類】H01L21-28
【公開號】CN104658895
【申請?zhí)枴緾N201310575109
【發(fā)明人】趙治國, 朱慧瓏, 殷華湘
【申請人】中國科學(xué)院微電子研究所
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月15日