半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種半導(dǎo)體器件的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件尺寸變得越來越小，柵極結(jié)構(gòu)的尺寸也相應(yīng)地減小。當(dāng)半導(dǎo)體器件尺寸小于0.1 μ m時(shí)，通常需要采用金屬柵(例如鋁柵極)代替多晶硅柵。當(dāng)半導(dǎo)體器件尺寸進(jìn)一步減小時(shí)，例如小于20nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)，由于鎢的間隙填充能力以及半導(dǎo)體器件的需要，通常采用鎢柵極代替鋁柵極。
[0003]半導(dǎo)體器件尺寸的進(jìn)一步減小帶來了另一個(gè)問題是采用自對(duì)準(zhǔn)模式制作的接觸孔也很難對(duì)準(zhǔn)。如果這種情況發(fā)生，接觸孔很可能與鎢柵極橋接。為了解決該問題，在鎢柵極的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝之后將對(duì)鎢柵極進(jìn)行回刻蝕，并在回刻蝕后的表面沉積氮化硅以填充回刻蝕形成的凹槽，最后對(duì)氮化硅進(jìn)行CMP。但是，氮化硅層與金屬鎢的粘合力較差，在氮化硅層的CMP過程中，氮化硅層很容易與金屬鎢分層而從凹槽內(nèi)脫離。這樣，隨后形成的接觸孔如果未對(duì)準(zhǔn)，則可能與鎢柵極橋接，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件失效。
[0004]因此，需要提出一種半導(dǎo)體器件的制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)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(hù)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(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，所述方法包括:a)提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有鎢柵極結(jié)構(gòu)，所述鎢柵極結(jié)構(gòu)由層間介電層包圍；b)回刻蝕所述鎢柵極結(jié)構(gòu)的一部分，以在所述鎢柵極結(jié)構(gòu)的上方形成凹槽；c)在所述層間介電層上和所述凹槽內(nèi)形成帽層，所述帽層填滿所述凹槽；d)在所述帽層上形成保護(hù)層；以及e)采用化學(xué)機(jī)械拋光去除所述保護(hù)層和所述凹槽以外的帽層。
[0007]優(yōu)選地，所述鎢柵極結(jié)構(gòu)的回刻蝕部分的厚度為200-400埃。
[0008]優(yōu)選地，所述帽層為氮化物。
[0009]優(yōu)選地，所述保護(hù)層為氧化物。
[0010]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的拋光速率大于所述帽層的拋光速率。
[0011]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的厚度小于所述帽層的厚度。
[0012]優(yōu)選地，所述帽層的厚度為500-1500埃。
[0013]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的厚度為200-1000埃。
[0014]優(yōu)選地，所述鎢柵極結(jié)構(gòu)包括位于所述半導(dǎo)體襯底上的柵極介電層、位于所述柵極介電層上的鎢柵極材料層以及包圍所述鎢柵極材料層的功函數(shù)層。
[0015]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的結(jié)合力大于所述帽層的結(jié)合力。
[0016]本發(fā)明提供的方法通過形成保護(hù)層，可以保護(hù)帽層，避免在化學(xué)機(jī)械拋光過程中帽層與鎢柵極結(jié)構(gòu)分層。
【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制作方法的流程圖；以及
[0019]圖2A-2E是采用圖1中示出的方法來制作半導(dǎo)體器件過程中各步驟獲得的器件的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]接下來，將結(jié)合附圖更加完整地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。但是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0021]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其他元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)印?br>[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法。具體地，提供一種具有鎢柵極的半導(dǎo)體器件的制作方法。值得注意的是，可以在制作鎢柵極之前、之中或之后提供額外的工藝制作半導(dǎo)體器件中的其他元件。本文以后柵極工藝為例，結(jié)合圖1所示的流程圖以及圖2A-2E所示的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)本發(fā)明的制作半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]執(zhí)行步驟SllO:提供半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底上形成有鎢柵極結(jié)構(gòu)，該鎢柵極結(jié)構(gòu)由層間介電層包圍。
[0024]如圖2A所示，提供半導(dǎo)體襯底210。該半導(dǎo)體襯底210可以是硅、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SS0I)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)中的至少一種。半導(dǎo)體襯底210中可以形成有用于隔離有源區(qū)的淺溝槽隔離(STI)等，淺溝槽隔離可以由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟摻雜玻璃和/或其它現(xiàn)有的低介電材料形成。當(dāng)然，半導(dǎo)體襯底210中還可以形成有摻雜阱(未示出)等等。為了圖示簡(jiǎn)潔，在這里僅用于方框來表示。
[0025]半導(dǎo)體襯底210上形成有鎢柵極結(jié)構(gòu)220。作為示例，鎢柵極結(jié)構(gòu)220可以包括柵極介電層221、鎢柵極材料層222和功函數(shù)層223。柵極介電層221位于半導(dǎo)體襯底210上。柵極介電層221可以通過原子層沉積法或其他合適的方式形成。柵極介電層221可以為高K介電材料，例如氧化鉿(Hf02)。鎢柵極材料層222位于柵極介電層221上。鎢柵極材料層222可以由鎢或鎢合金形成。功函數(shù)層223包圍鎢柵極材料層222，以提供高有效功函數(shù)(EWF)值。該功函數(shù)層223可以包括T1、TaN、TiN、A1C0、TiAlN中的一種或多種。功函數(shù)層223可以通過原子層沉積法或其他合適的方式形成。
[0026]半導(dǎo)體襯底210上形成有包圍鎢柵極結(jié)構(gòu)220的層間介電層230。層間介電層230可為氧化硅層，包括利用熱化學(xué)氣相沉積(thermal CVD)制造工藝或高密度等離子體(HDP)制造工藝形成的有摻雜或未摻雜的氧化硅的材料層，例如未經(jīng)摻雜的硅玻璃(USG)、磷硅玻璃(PSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)。此外，層間介電層230也可以是摻雜硼或摻雜磷的自旋涂布式玻璃(spin-on-glass，S0G)、摻雜磷的四乙氧基硅烷(PTEOS)或摻雜硼的四乙氧基硅烷(BTEOS)。
[0027]此外，層間介電層230的材料還可以包括例如碳氟化合物(CF)、摻碳氧化硅(S1C)、或碳氮化硅(SiCN)等?；蛘?，也可以使用在碳氟化合物(CF)上形成了 SiCN薄膜的膜等。碳氟化合物以氟(F)和碳(C)為主要成分。碳氟化合物也可以使用具有非晶體(非結(jié)晶性)構(gòu)造的物質(zhì)。層間介電層還可以使用例如摻碳氧化硅(S1C)等多孔質(zhì)構(gòu)造。
[0028]鎢柵極結(jié)構(gòu)220例如是采用以下工藝制作形成的。具體地，可以首先在半導(dǎo)體襯底2