柵極的制作方法、晶體管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領域，具體涉及一種柵極的制作方法、晶體管的制作方法。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有技術中，在形成半導體器件的各個步驟中容易在柵極兩側(cè)的襯底上形成凹陷(recess)。
[0003]例如，在現(xiàn)有的形成柵極的過程中，一般先在襯底上覆蓋一層柵極材料層，然后通過刻蝕的方法去除部分柵極材料層，剩余的柵極材料層用作半導體器件的柵極。然而，現(xiàn)有的刻蝕柵極材料層的過程容易對襯底的一部分造成損耗(1 s s )。
[0004]具體地，在刻蝕所述柵極材料層時，通常采用能產(chǎn)生氫離子的刻蝕劑，刻蝕時氫離子很容易滲透進入襯底中較深的位置，而對襯底產(chǎn)生損耗。
[0005]另外，由于襯底與柵極相接觸的部分始終沒有暴露出，所以該部分不會發(fā)生凹陷的情況，所以，襯底與柵極相接觸的部分基本不發(fā)生損耗，而襯底位于柵極兩側(cè)的部分發(fā)生損耗，也就是說，襯底與柵極的連接處與襯底在柵極兩側(cè)的位置之間產(chǎn)生了高度差，這種高度差便形成了所述的凹陷(參考圖1中的凹陷5)。
[0006]此外，所述凹陷會使得后續(xù)形成的源區(qū)、漏區(qū)的位置向襯底底部的方向偏移，進而影響半導體器件的性能。除此之外，在后續(xù)形成層間互聯(lián)結(jié)構(gòu)的步驟中，為了優(yōu)化源區(qū)、漏區(qū)與后續(xù)形成的金屬互連線的接觸性能，可能會在源區(qū)、漏區(qū)表面形成硅化物層(silicide)，此時源區(qū)、漏區(qū)的位置向襯底的底部偏移意味著在源區(qū)、漏區(qū)上形成的硅化物層也會相應的向襯底底部方向偏移，這會影響后續(xù)工藝的進行。
[0007]而隨著半導體器件尺寸的逐漸減小，所述凹陷對半導體器件的影響越來越明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是提供一種柵極的制作方法、晶體管的制作方法，減小在柵極兩側(cè)的襯底上形成凹陷的幾率。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種柵極的制作方法，包括:
[0010]提供襯底；
[0011 ] 在所述襯底上形成柵極材料層；
[0012]對柵極材料層進行刻蝕，以形成柵極；
[0013]所述對柵極材料層進行刻蝕的步驟包括:采用能在刻蝕過程中生成氫氧根離子的刻蝕劑刻蝕所述柵極材料層。
[0014]可選的，對柵極材料層進行刻蝕的步驟包括:
[0015]對所述柵極材料層進行主刻蝕，以去除部分的柵極材料層；
[0016]對剩余的柵極材料層進行軟著陸刻蝕，以去除剩余柵極材料層的一部分；
[0017]對軟著陸刻蝕后剩余的柵極材料層進行過刻蝕，以完全去除剩余的柵極材料層；其中，在所述過刻蝕的步驟中采用能夠生成氫氧根離子的刻蝕劑。
[0018]可選的，所述主刻蝕、軟著陸刻蝕以及過刻蝕均為等離子刻蝕。
[0019]可選的，所述柵極材料層的材料為多晶硅。
[0020]可選的，采用能在刻蝕過程中生成氫氧根離子的刻蝕劑包括:
[0021]氧氣，以及氨氣或者甲烷。
[0022]可選的，所述能在刻蝕過程中生成氫氧根離子的刻蝕劑還包括溴化氫，或者氟基刻蝕氣體。
[0023]可選的，所述能夠在刻蝕過程中生成氫氧根離子的刻蝕劑中還包括氦氣。
[0024]所述主刻蝕的刻蝕劑包括四氟化碳、六氟化硫、氧氣以及氮氣。
[0025]可選的，所述軟著陸刻蝕的刻蝕劑包括:
[0026]溴化氫或者氟基刻蝕氣體，以及氮氣和氧氣。
[0027]可選的，對柵極材料層進行刻蝕，以形成柵極的步驟包括:在所述柵極材料層上形成掩模，以所述掩模為掩模對所述刻蝕所述柵極材料層；
[0028]其中，形成掩模的步驟包括:依次在所述柵極材料層上形成第一介質(zhì)抗反射層、非晶碳層、第二介質(zhì)抗反射層以及底部抗反射層；圖形化所述第一介質(zhì)抗反射層、非晶碳層、第二介質(zhì)抗反射層以及底部抗反射層，以形成掩模。
[0029]可選的，所述襯底采用硅作為材料。
[0030]可選的，在形成柵極的步驟之后，還包括:
[0031]在所述柵極上覆蓋層間介質(zhì)層；
[0032]去除所述柵極以在所述層間介質(zhì)層中形成開口 ；
[0033]在所述開口中形成金屬柵極。
[0034]此外，本發(fā)明還提供一種晶體管的制作方法，包括:
[0035]采用如上述制作方法形成柵極；
[0036]在柵極兩側(cè)的襯底中形成源區(qū)和漏區(qū)。
[0037]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0038]在所述柵極材料層上形成所述掩模后，在所述掩模上形成開口 ；然后以形成有開口的掩模為刻蝕掩模，刻蝕露出的柵極材料層以形成柵極，其中刻蝕柵極材料層的刻蝕劑在刻蝕過程中生成氫氧根離子；由于刻蝕劑中容易形成滲透進入襯底中的氫離子，所述氫離子容易對襯底產(chǎn)生損耗，而所述氫氧根離子可以阻擋所述氫離子向襯底的滲透，從而減小了所述氫離子對對襯底造成的損耗程度，進而減小了襯底表面形成凹陷的幾率。
[0039]進一步，所述過刻蝕的刻蝕劑包括:氧氣，以及氨氣或者甲烷；其中，氨氣或者甲烷可以在刻蝕過程中與氧氣反應，進而生成氫氧根，所述氫氧根可以盡量阻擋在刻蝕過程中產(chǎn)生的容易損耗襯底的離子向襯底中滲透。
【附圖說明】
[0040]圖1為現(xiàn)有技術一種半導體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2至圖7是本發(fā)明柵極的制作方法一實施例中各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]在現(xiàn)有的刻蝕柵極材料層以形成柵極的過程中，刻蝕劑容易對襯底造成一定程度的損耗(loss)，進而在形成的柵極兩側(cè)的襯底表面形成凹陷(recess)。
[0043]為此，本發(fā)明提供一種柵極的制作方法，包括:提供襯底；在所述襯底上形成柵極材料層；在所述柵極材料層上形成掩模；在所述掩模中形成開口 ；刻蝕露出的柵極材料層以形成柵極，其中刻蝕柵極材料層的刻蝕劑在刻蝕過程中生成氫氧根離子。
[0044]通過上述步驟，在刻蝕過程中生成氫氧根離子；由于刻蝕劑中容易形成滲透進入襯底中的氫離子，所述氫離子容易對襯底產(chǎn)生損耗，而所述氫氧根離子可以阻擋所述氫離子向襯底的滲透，從而減小了所述氫離子對對襯底造成的損耗程度，進而減小了襯底表面形成凹陷的幾率。
[0045]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作詳細的說明。
[0046]參考圖2至圖7，是本發(fā)明柵極的制作方法一實施例中各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]如圖2所示，提供襯底100，并在所述襯底100上形成柵極材料層200。所述柵極材料層200用于在后續(xù)的步驟中被刻蝕形成半導體器件的柵極。
[0048]在本實施例中，所述襯底100的材料為硅，所述柵極材料層200的材料為多晶硅。
[0049]在本實施例中，在形成所述柵極材料層200之前，在所述襯底100上形成柵氧層(圖中未示出)。
[0050]進一步，所述柵氧層采用二氧化硅作為材料，但是本發(fā)明對此并不作任何限定。
[0051]繼續(xù)參考圖3，在所述柵極材料層上形成掩模300。
[0052]在本實施例中，形成所述掩模300的步驟包括依次在所述柵極材料層200上形成:
[0053]第一介質(zhì)抗反射層(DielectricAnt1-Reflect Coating, DARC) 310、非晶碳層(amorphous carbon)320、第二介質(zhì)抗反射層330以及底部抗反射層(Bottom Ant1-ReflectCoating, BARC) 340。
[0054]在本實施例中，所述第一介質(zhì)抗反射層310的材料可以是氧化硅、氮氧化硅或者兩者的組合；第一介質(zhì)抗反射層310的形成方法可以采用沉積得到，但是本發(fā)明對此并不做限定。
[0055]在本實施例中，所述第二介質(zhì)抗反射層330可以是由與所述第一介質(zhì)抗反射層310相同材料所形成，且也可以通過與第一介質(zhì)抗反射層310相似的沉積方式形成，本發(fā)明對此也不做限定。
[0056]在本實施例中，所述底部抗反射層340可以采用氮化鈦或者氮化硅作為材料，但是本發(fā)明對此也不做限定，一些有機物材料也可以作為所述底部抗反射層340的材料。
[0057]另外，所述底部抗反射層340可以采用沉積等方式形成，本發(fā)明對此不做限定。
[0058]此外，上述的第一介質(zhì)抗反射層310、非晶碳層320、第二介質(zhì)抗反射層330以及底部抗反射層340組合的掩模層300僅為本實施例中所采用的示例，在實際操作中，可以根據(jù)具體情況采用其它的抗反射層，如含有硅的抗反射層(S1-ARC)等進行組合，所以不應以此限定本發(fā)明。
[0059]參考圖4，在所述掩模300中形成開口 50，所述開口 50定義了后續(xù)步驟將要形成的柵極的尺寸。
[0060]具體來說，在本實施例中，可以通過光刻的方式，通過一次或者多次刻蝕，以在所述第一介質(zhì)抗反射層310、非晶碳層320、第二介質(zhì)抗反射層330以及底部抗反射層340中形成所述開口 50。
[0061]在本實施例中，在形成所述開口 50后，還包括以下步驟:
[0062]剝除(strip)所述第二介質(zhì)抗反射層330、非晶碳層320以及底部抗反射層340，僅保留所述第一介質(zhì)抗反射層310，以為后續(xù)的刻蝕提供條件。
[0063]參考圖5至圖7，刻蝕露出的柵極材料層200以形成柵極，其中刻蝕柵極材料層200的刻蝕劑在刻蝕過程中生成氫氧根離子(0H-)。
[0064]在本實施例中，刻蝕露出的柵極材料層的步驟包括以下分步驟:
[0065]首先參考圖5，以形成有所述開口的第一介質(zhì)抗反射層310為刻蝕掩模，對所述柵極材料層200進行主刻蝕(main etch, ME),以去除部分的柵極材料層200 ;此時，仍有部分剩余的需要去除的柵極材料層201。
[0066]本分步驟的目的在于快速去除大部分需要去除的柵極材料層200，以保證整個刻蝕步驟的效率。
[0067]其次參考圖6，對剩余的柵極材料層201進行軟著陸刻蝕(soft landing, SL),以去除剩余的柵極材料層201的一部分，并使襯底100露出；此時，仍然可能有小部分殘余的柵極材料層202未被刻蝕干凈。
[0068]由于本實施例中，在所述襯底100上形成有柵氧層，所以在本軟著陸刻蝕的步驟中，具體為去除剩余柵極材料層的一部分，并使柵氧層露出。
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