要說明的是，如果刻蝕阻擋層211的厚度過小，難以在去除偽柵結(jié)構(gòu)的刻蝕中 起到有效的刻蝕停止的作用；如果刻蝕阻擋層211的厚度過大，則容易造成材料的浪費或 者增加工藝難度?？蛇x的，刻蝕阻擋層211的厚度在2〇人~40人之間。
[0063] 所述偽柵材料層202在后續(xù)用于形成偽柵。本實施例中，偽柵材料層202的材料為 非晶硅，可以采用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或原子層沉積等方法在所述刻蝕阻擋層211 表面形成。
[0064] 需要說明的是，在形成偽柵材料層202之后，所述制造方法還包括：形成所述硬掩 模層203,所述硬掩模層203在后續(xù)形成偽柵的刻蝕中起掩模的作用。所述硬掩模層203為 氧化膜-氮化膜-氧化膜（ONO)結(jié)構(gòu)。具體的，形成ONO結(jié)構(gòu)硬掩模的過程，包括在偽柵材 料層202上依次形成底層氧化膜、氮化膜和頂層氧化膜。本實施例中，底層氧化膜和底層氧 化膜的材料為氧化硅，氮化膜的材料為氮化硅。
[0065] 結(jié)合參考圖5,對偽柵材料層202、刻蝕阻擋層211和保護(hù)層201進(jìn)行第一刻蝕，形 成偽柵202a以及位于偽柵202a下方的剩余刻蝕阻擋層211a和剩余保護(hù)層201a ;
[0066] 具體的，對所述硬掩模層203、偽柵材料層202、刻蝕阻擋層211和保護(hù)層201進(jìn)行 第一刻蝕的步驟包括：
[0067] 在所述硬掩模層203上形成圖形化的光刻膠，以所述圖形化光刻膠為掩模，采用 干法刻蝕工藝對所述硬掩模層203進(jìn)行刻蝕?？涛g完成后，形成暴露偽柵材料層202的凹 槽后，去除所述光刻膠層。
[0068] 以所述圖形化的硬掩模層203為掩模，采用干法刻蝕工藝對所述偽柵材料層202、 刻蝕阻擋層211和保護(hù)層201進(jìn)行刻蝕，去除部分偽柵材料層202、刻蝕阻擋層211和保護(hù) 層201露出襯底200,在剩余保護(hù)層201a和剩余刻蝕阻擋層211a上形成的偽柵202a。
[0069] 本實施例中，采用氮化物作為硬掩模刻蝕所述偽柵材料層202、刻蝕阻擋層211和 保護(hù)層201，可以獲得與原設(shè)計更接近的圖案。
[0070] 刻蝕完成后，形成露出所述半導(dǎo)體襯底200上的偽柵結(jié)構(gòu)。
[0071] 參考圖6,在偽柵202a之間的半導(dǎo)體襯底200上形成層間介質(zhì)層204。
[0072] 本實施例中，在后續(xù)去除保護(hù)層的清洗步驟中，所述層間介質(zhì)層204的刻蝕速率 大于所述剩余保護(hù)層201a的刻蝕速率。具體的，本實施例中，所述層間介質(zhì)層204的材料 與所述保護(hù)層201的材料同為氧化物。
[0073] 具體的，在填充層間介質(zhì)層204之后，去除偽柵202a的刻蝕之前，所述制造方法 還包括：米用化學(xué)機械研磨去除硬掩模203a，并使層間介質(zhì)層204表面與偽柵202a表面齊 平。
[0074] 需要說明的是，本實施例中，在以所述硬掩膜層203為掩模對偽柵材料層202、刻 蝕阻擋層211和保護(hù)層201進(jìn)行第一刻蝕之后，在向所述偽柵202a之間填充層間介質(zhì)層 204之前，所述制造方法還包括在所述偽柵202a的側(cè)壁形成側(cè)墻205。所述側(cè)墻205可以 為單層結(jié)構(gòu)，也可以為疊層結(jié)構(gòu)，側(cè)墻205的材料可以為氮化硅、氮氧化硅或氧化硅的一種 或幾種組合。本實施例中，所述側(cè)墻205的材料為氮化硅。
[0075] 參考圖7,去除所述偽柵202a，形成露出剩余刻蝕阻擋層211a的凹槽220。
[0076] 以層間介質(zhì)層204為掩模進(jìn)行第二刻蝕，去除所述偽柵202a，形成露出剩余刻蝕 阻擋層211a的凹槽220。
[0077] 去除所述偽柵202a的工藝可以為干法刻蝕或干法加濕法刻蝕，所述干法刻蝕為 傳統(tǒng)的干法刻蝕工藝，所述濕法刻蝕可以采用四甲基氫氧化銨（TMH = (CH3)4NOH)溶液，所 述四甲基氫氧化銨溶液中四甲基氫氧化銨的質(zhì)量百分比為1 %~5 %，溶液溫度為20°C~ KKTCo
[0078] 在偽柵刻蝕去除工藝中，所述剩余刻蝕阻擋層211a作為刻蝕停止層，可以保護(hù)位 于所述剩余阻擋層212a和剩余保護(hù)層201a下面的半導(dǎo)體襯底200免受損傷。所述刻蝕阻 擋層211的刻蝕速率小于所述偽柵202a的刻蝕速率，所以所述刻蝕能夠很好地停止在剩余 刻蝕阻擋層211a上。
[0079] 具體的，在去除偽柵202a的過程中，以剩余刻蝕阻擋層211a作為刻蝕停止層對偽 柵202a進(jìn)行刻蝕，可以使對偽柵202a的刻蝕很好地停止在剩余刻蝕阻擋層211a上，即使 保護(hù)層201厚度較小，也能夠有效的保護(hù)其下方的半導(dǎo)體襯底200,避免刻蝕工藝對晶體管 溝道區(qū)域造成損傷，提商了所形成的晶體管的性能，也提商了晶體管制造的良品率。
[0080] 參考圖8和圖9,去除所述凹槽220內(nèi)剩余刻蝕阻擋層211a和剩余保護(hù)層201a， 露出所述襯底200。
[0081] 本實施例中，通過對所述凹槽220進(jìn)行第一清洗，去除所述剩余刻蝕阻擋層211a， 露出所述剩余保護(hù)層201a ;之后，對露出剩余保護(hù)層201a的所述凹槽220a進(jìn)行第二清洗， 去除所述剩余保護(hù)層201a，露出所述襯底200。
[0082] 參考圖8,本實施例中，對所述凹槽220進(jìn)行第一清洗時，通過氨水、雙氧水和水的 混合溶液去除所述剩余刻蝕阻擋層211a，形成露出剩余保護(hù)層201a的凹槽220。所述氨水、 雙氧水和水的混合溶液為標(biāo)準(zhǔn)清洗1號溶液（Standard Cleaning-1，SCl溶液），氨水、雙 氧水和水的混合溶液中氨水、雙氧水和水的體積比為1:1~5:50~200。
[0083] 參考圖9,本實施例中，對露出剩余保護(hù)層201a的所述凹槽220進(jìn)行第二清洗時， 采用稀釋的氫氟酸對所述凹槽220進(jìn)行第二清洗，去除剩余保護(hù)層201a。本實施例中雖然 層間介質(zhì)層204刻蝕速率大于保護(hù)層201，但是由于保護(hù)層201的厚度很薄（小于8人），完 全去除剩余保護(hù)層201a的時間較短。在較短時間內(nèi)層間介質(zhì)層204的損耗較少，因此，去 除剩余保護(hù)層201a的過程對層間介質(zhì)層204的影響不大。
[0084] 參考圖10,向所述凹槽220內(nèi)填充柵介電層和金屬材料，以形成金屬柵極221。
[0085] 本實施中，所述柵介電層的材料為高K材料，所述高K材料可以為Hf02、Ti0 2、 HfZrO、HfSiNO、Ta205、Zr02、ZrSi02、A1 203、SrTiO3 或 BaSrTiO ;所述金屬材料可以為鋁、銅、 銀、金、銷、媒、欽、氣化欽、氣化m它、碳化銘、氣??圭化銘、鶴、氣化鶴、娃化鶴的一種或多種。 所述形成柵極的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不再詳述。
[0086] 本發(fā)明通過在保護(hù)層上增加刻蝕阻擋層，減小了保護(hù)層的厚度，大大縮短去除保 護(hù)層的刻蝕時間，避免了保護(hù)層去除過程中層間介質(zhì)層的過度損失，能夠很好地平衡偽柵 結(jié)構(gòu)刻蝕與層間介質(zhì)層損失對保護(hù)層厚度的要求，提高了所形成晶體管的性能，提高了形 成晶體管的良品率。此外，由于所述刻蝕阻擋層的存在，去除偽柵的刻蝕過程能夠很好地停 止在刻蝕阻擋層上，避免了去除偽柵的刻蝕過程對襯底的過度刻蝕，從而減少了晶體管溝 道區(qū)域的損傷，進(jìn)而提商了晶體管的良品率和性能。
[0087] 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)。
【主權(quán)項】
1. 一種晶體管的制造方法，其特征在于，包括： 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成保護(hù)層、刻蝕阻擋層、偽柵材料層； 對偽柵材料層、刻蝕阻擋層和保護(hù)層進(jìn)行第一刻蝕，形成偽柵W及位于偽柵下方的剩 余刻蝕阻擋層和剩余保護(hù)層； 在所述偽柵之間的半導(dǎo)體襯底上形成層間介質(zhì)層； 去除所述偽柵，形成露出剩余刻蝕阻擋層的凹槽； 去除所述凹槽內(nèi)的剩余刻蝕阻擋層和剩余保護(hù)層，露出所述襯底； 向露出襯底的凹槽內(nèi)填充柵介電層和金屬材料，形成金屬柵極。2. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述去除所述偽柵的步驟中，所述刻蝕 阻擋層的刻蝕速率小于所述偽柵的刻蝕速率。3. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述刻蝕阻擋層的材料為氮化鐵。4. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成所述刻蝕阻擋層的方法包括物理 氣相沉積或原子層沉積。5. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述刻蝕阻擋層的厚度在201到 40凌的范圍內(nèi)。6. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述保護(hù)層的材料為氧化娃。7. 如權(quán)利要求1或6所述的制造方法，其特征在于，所述保護(hù)層的厚度小于魏。8. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述去除所述凹槽內(nèi)的剩余刻蝕阻擋 層和剩余保護(hù)層，露出所述襯底的步驟包括： 對所述凹槽進(jìn)行第一清洗，去除所述剩余刻蝕阻擋層，露出所述剩余保護(hù)層； 對所述凹槽進(jìn)行第二清洗，去除所述剩余保護(hù)層，露出所述襯底。9. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，對所述凹槽進(jìn)行第一清洗去除所述剩 余刻蝕阻擋層，露出所述剩余保護(hù)層的步驟中，所述刻蝕阻擋層的刻蝕速率大于所述保護(hù) 層的刻蝕速率。10. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，對所述凹槽進(jìn)行第二清洗去除所述剩 余保護(hù)層的步驟包括：所述層間介質(zhì)層的刻蝕速率大于保護(hù)層的刻蝕速率。11. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，對所述凹槽進(jìn)行第一清洗，去除所述 剩余刻蝕阻擋層，露出所述剩余保護(hù)層的步驟包括：采用氨水、雙氧水和水的混合溶液對所 述凹槽進(jìn)行所述第一清洗。12. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，對所述凹槽進(jìn)行第二清洗，去除所述 剩余保護(hù)層，露出所述襯底的步驟包括： 采用稀釋的氨氣酸對所述凹槽進(jìn)行所述第二清洗。13. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述保護(hù)層的材料為熱氧化形成的氧 化物，所述層間介質(zhì)層的材料為化學(xué)氣相沉積形成的氧化物。14. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，對偽柵材料層、刻蝕阻擋層和保護(hù)層 進(jìn)行第一刻蝕之后，在所述偽柵之間填充層間介質(zhì)層之前，所述制造方法還包括在所述偽 柵的側(cè)壁上形成側(cè)墻。
【專利摘要】一種晶體管的制造方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成保護(hù)層、刻蝕阻擋層、偽柵材料層；對偽柵材料層、刻蝕阻擋層和保護(hù)層進(jìn)行第一刻蝕，形成偽柵以及位于偽柵下方的剩余刻蝕阻擋層和剩余保護(hù)層；在所述偽柵之間的半導(dǎo)體襯底上形成層間介質(zhì)層；去除所述偽柵，形成露出剩余刻蝕阻擋層的凹槽；去除所述凹槽內(nèi)的剩余刻蝕阻擋層和剩余保護(hù)層，露出所述襯底；向露出襯底的凹槽內(nèi)填充柵介電層和金屬材料，形成金屬柵極。本發(fā)明通過在保護(hù)層上增加刻蝕阻擋層，使去除偽柵的刻蝕很好的停止在刻蝕阻擋層上，平衡了偽柵結(jié)構(gòu)刻蝕與層間介質(zhì)層損失對保護(hù)層厚度的要求，提高了所形成晶體管的性能，提高了形成晶體管的良品率。
【IPC分類】H01L21/336
【公開號】CN105590861
【申請?zhí)枴緾N201410640548
【發(fā)明人】毛剛, 葉好華
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年11月13日