專利名稱：柵極堆疊的制造方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，更具體地，涉及一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法和一種具有利用所述方法制造出的柵極堆疊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的CM0SFET(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的制造工藝包括先柵 (Gate-First)工藝和后柵(feite-Last)工藝。在32nm工藝和更高級(jí)的工藝中，廣泛采用了具有低等效氧化物厚度(EOT)的高K電介質(zhì)/金屬柵極電極堆疊結(jié)構(gòu)。高K電介質(zhì)與襯底溝道(通常采用半導(dǎo)體襯底)之間的界面層使得要想獲得EOT < Inm變得非常困難，因?yàn)榻缑鎸颖旧淼腅OT為大約4入。在傳統(tǒng)的CM0SFET工藝中，采用了犧牲金屬層(如Ta、Ti 等)，置于高K電介質(zhì)和金屬柵極電極之間來去除電介質(zhì)薄膜中的氧元素。利用這種方法， 可以實(shí)現(xiàn)具有較低的EOT的柵極堆疊結(jié)構(gòu)。圖1是示出了根據(jù)傳統(tǒng)的先柵工藝制造的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖1所示，根據(jù)傳統(tǒng)工藝制造的半導(dǎo)體器件主要包括半導(dǎo)體襯底100、STI (淺溝槽隔離)110、界面氧化物層120、高K介電層130、犧牲金屬去氧層140和金屬柵電極150，其中STI 110形成在半導(dǎo)體襯底100中，用于實(shí)現(xiàn)柵極與源極/漏極之間的隔離；界面氧化物層120形成在半導(dǎo)體襯底100上，高K介電層130形成在界面氧化物層120上，犧牲金屬去氧層140形成在高K 介電層130上，金屬柵電極150形成在犧牲金屬去氧層140上，由此，界面氧化物層120、高 K介電層130、犧牲金屬去氧層140和金屬柵電極150形成了半導(dǎo)體器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)。 在圖1所示的半導(dǎo)體器件中，犧牲金屬去氧層140位于高K介電層130和金屬柵電極150 之間。在退火和/或其他工藝步驟之后，犧牲金屬去氧層140將去除高K介電130中的氧元素，而轉(zhuǎn)變成金屬氧化物電介質(zhì)。設(shè)置犧牲金屬去氧層140的目的在于消耗柵極堆疊結(jié)構(gòu)中的氧元素，從而減少襯底所消耗的氧元素，由此使EOT最小。但是，無論是對(duì)于先柵工藝還是后柵工藝，傳統(tǒng)的CM0SFET制造工藝仍然存在下述缺點(diǎn)1、由于在通過去氧反應(yīng)去除電介質(zhì)層(高K介電層130)中的氧元素之后，犧牲金屬層(犧牲金屬去氧層140)將轉(zhuǎn)變成金屬氧化物層(電介質(zhì)層)，而這一層也將被計(jì)算為 EOT中的一部分，從而導(dǎo)致EOT增加；以及2、犧牲金屬層可能并未完全轉(zhuǎn)變成金屬氧化物(電介質(zhì)層)(例如，由于氧元素并不足以犧牲金屬層的完全轉(zhuǎn)變)，在這種情況下，可能導(dǎo)致金屬氧化物(電介質(zhì)層)厚度的不同，而使得不同的器件可能具有不同的功函數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到傳統(tǒng)工藝的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極的制造方法，其中以犧牲金屬側(cè)墻取代傳統(tǒng)工藝中的犧牲金屬層，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，以用作犧牲金屬去氧側(cè)墻。本發(fā)明的柵極堆疊制造方法可以用于先柵工藝和后柵工藝。 此外，本發(fā)明還提出了一種具有利用所述方法制造出的柵極的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提出了一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極上構(gòu)成的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；保形地沉積覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的金屬層；以及對(duì)所述金屬層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部和所述半導(dǎo)體襯底的所述金屬層，僅保留在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的犧牲金屬去氧側(cè)墻。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第一方案所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法還包括保形地沉積覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻頂部和所述半導(dǎo)體襯底的電介質(zhì)層；以及對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻頂部和所述半導(dǎo)體襯底的所述電介質(zhì)層，僅保留在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的電介質(zhì)側(cè)墻。優(yōu)選地，在保形地沉積所述金屬層之后，在對(duì)所述金屬層進(jìn)行選擇性刻蝕處理之前，根據(jù)本發(fā)明的第一方案所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極的制造方法還包括保形地沉積覆蓋所述金屬層的電介質(zhì)層；以及對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述金屬層頂部的所述電介質(zhì)層，僅保留在犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的電介質(zhì)側(cè)墻。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第一方案所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法還包括在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除所述犧牲金屬去氧側(cè)墻，或者在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提出了一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括去除形成在器件電介質(zhì)層中的替代柵極堆疊，暴露出半導(dǎo)體襯底的頂部和位于所述器件電介質(zhì)層中的側(cè)墻的側(cè)壁；保形地沉積覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的金屬層；對(duì)所述金屬層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的所述金屬層，僅保留位于所述側(cè)墻的內(nèi)周的犧牲金屬去氧側(cè)墻；以及在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻內(nèi)、所述半導(dǎo)體襯底上，順序形成界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極，從而構(gòu)成柵極堆疊結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提出了一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括去除形成在器件電介質(zhì)層中的替代柵極堆疊，暴露出半導(dǎo)體襯底的頂部和位于所述器件電介質(zhì)層中的側(cè)墻的側(cè)壁；保形地沉積覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的電介質(zhì)層；保形地沉積覆蓋所述電介質(zhì)層的金屬層；順序地對(duì)所述金屬層和所述電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的金屬層和電介質(zhì)層，從而僅保留位于所述側(cè)墻內(nèi)周的電介質(zhì)側(cè)墻、和位于所述電介質(zhì)側(cè)墻內(nèi)周的犧牲金屬去氧側(cè)墻；以及在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻內(nèi)、所述半導(dǎo)體襯底上，順序形成界面氧化物層、 高K介電層和金屬柵電極，從而構(gòu)成柵極堆疊結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第二或第三方案所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法還包括在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除高K介電側(cè)墻和所述犧牲金屬去氧側(cè)墻，或者在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻，或者在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻、所述電介質(zhì)側(cè)墻和所述側(cè)墻。優(yōu)選地，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻由 Si02、Si3N4 或 SiON 構(gòu)成。優(yōu)選地，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的寬度為1 lOnm，高度為20 90nm ；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻的寬度為2 50nm，高度為20 90nm。優(yōu)選地，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀，或者具有“L”形剖面形狀。優(yōu)選地，所述電介質(zhì)側(cè)墻具有“L”形剖面形狀。根據(jù)本發(fā)明的第四方案，提出了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；和形成在所述半導(dǎo)體襯底上的柵極，其中所述柵極包括 柵極堆疊結(jié)構(gòu)，由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極構(gòu)成，其中所述界面氧化物層形成在所述半導(dǎo)體襯底上，所述高K介電層形成在所述界面氧化物層上，所述金屬柵電極形成在所述高K介電層上；和犧牲金屬去氧側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第四方案，所述柵極還包括電介質(zhì)側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第四方案，所述柵極還包括電介質(zhì)側(cè)墻，形成在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻上，在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第四方案，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除，或者所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除。根據(jù)本發(fā)明的第五方案，提出了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；形成在所述半導(dǎo)體襯底上的器件電介質(zhì)層；和形成在所述半導(dǎo)體襯底上、位于所述器件電介質(zhì)層中的柵極，其中所述柵極包括側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述器件電介質(zhì)層中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)，由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極構(gòu)成，其中所述界面氧化物層形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述側(cè)墻所包圍的區(qū)域內(nèi)，所述高K介電層形成在所述界面氧化物層上，所述金屬柵電極填充在所述高K介電層內(nèi)；和犧牲金屬去氧側(cè)墻，位于所述側(cè)墻的內(nèi)周，所述高K介電層的外周，形成在所述半導(dǎo)體襯底上。根據(jù)本發(fā)明的第六方案，提出了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；形成在所述半導(dǎo)體襯底上的器件電介質(zhì)層；和形成在所述半導(dǎo)體襯底上、位于所述器件電介質(zhì)層中的柵極，其中所述柵極包括側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述器件電介質(zhì)層中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)，由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極構(gòu)成，其中所述界面氧化物層形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述側(cè)墻所包圍的區(qū)域內(nèi)，所述高K介電層形成在所述界面氧化物層上，所述金屬柵電極填充在所述高K介電層內(nèi)；電介質(zhì)側(cè)墻，位于所述側(cè)墻的內(nèi)周，形成在所述半導(dǎo)體襯底上；和犧牲金屬去氧側(cè)墻，位于所述電介質(zhì)側(cè)墻的內(nèi)周，所述高K介電層的外周，形成在所述電介質(zhì)側(cè)墻上。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第五或第六方案，高K介電側(cè)墻和所述犧牲金屬去氧側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除，或者高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除，或者高K介電側(cè)墻、 所述犧牲金屬去氧側(cè)墻、所述電介質(zhì)側(cè)墻和所述側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除。優(yōu)選地，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻由 Si02、Si3N4 或 SiON 構(gòu)成。優(yōu)選地，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的寬度為1 lOnm，高度為20 90nm ；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻的寬度為2 50nm，高度為20 90nm。優(yōu)選地，所述犧牲金屬去氧側(cè)墻具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀，或者具有“L”形剖面形狀。優(yōu)選地，所述電介質(zhì)側(cè)墻具有“L”形剖面形狀。根據(jù)本發(fā)明，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻形成在柵極堆疊結(jié)構(gòu) (界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極)的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，可選地，犧牲金屬去氧側(cè)墻可以位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻之間，具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀或“L”形剖面形狀。


通過下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，其中圖1是示出了根據(jù)傳統(tǒng)的先柵工藝制造的半導(dǎo)體器件的示意圖；圖2 5是示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟的示意圖，其中圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件；圖2、6和7是示出了本發(fā)明第二實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟的示意圖，其中圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件；圖8 12是示出了本發(fā)明第三實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟的示意圖，其中圖11和圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件；以及圖8和13 16是示出了本發(fā)明第四實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟的示意圖，其中圖15和圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件。應(yīng)當(dāng)注意的是，本說明書附圖并非按照比例繪制，而僅為示意性的目的，因此，不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明范圍的任何限制和約束。在附圖中，相似的組成部分以相似的附圖標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，在描述過程中省略了對(duì)于本發(fā)明來說是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止對(duì)本發(fā)明的理解造成混淆。
第一實(shí)施例首先，參考圖5，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)描述。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件主要包括半導(dǎo)體襯底200、STI (淺溝槽隔離)210、界面氧化物層220、高K介電層 230、金屬柵電極250、犧牲金屬去氧側(cè)墻240和電介質(zhì)側(cè)墻沈0 (可選)，其中STI210形成在半導(dǎo)體襯底200中，用于實(shí)現(xiàn)柵極與源極/漏極之間的隔離；界面氧化物層220形成在半導(dǎo)體襯底200上，高K介電層230形成在界面氧化物層220上，金屬柵電極250形成在高K 介電層230上，由此，界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250形成了半導(dǎo)體器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成在半導(dǎo)體襯底200上，在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)，犧牲金屬去氧側(cè)墻240在圖5所示水平方向上的寬度為1 lOnm，在圖5所示垂直方向上的高度與所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)相同，在20 90nm的范圍內(nèi)，犧牲金屬去氧側(cè)墻240可以由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；以及可選的電介質(zhì)側(cè)墻260形成在半導(dǎo)體襯底200上，在犧牲金屬去氧側(cè)墻240的外周圍繞犧牲金屬去氧側(cè)墻M0，電介質(zhì)側(cè)墻沈0的寬度為2 50nm，電介質(zhì)側(cè)墻沈0的高度與所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)相同，在20 90nm 的范圍內(nèi)，電介質(zhì)側(cè)墻260可以由Si02、Si3N4或SiON構(gòu)成；如圖5所示，犧牲金屬去氧側(cè)墻 240具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成在柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，可選地，犧牲金屬去氧側(cè)墻240可以位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻260 (在犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成之后形成)之間，具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。此后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240和電介質(zhì)側(cè)墻沈0 可以被選擇性地全部去除(未示出)或部分去除(未示出)，從而得到位于半導(dǎo)體襯底200 上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)。接下來，將結(jié)合圖2 5，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖2 5所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的柵極堆疊制造方法屬于先柵工藝。首先，如圖2所示，通過先柵工藝，在半導(dǎo)體襯底200中形成STI210、在半導(dǎo)體襯底 200上形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)(由界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250構(gòu)成) 之后，在上述結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，保形地沉積金屬層MO (厚度為1 lOnm，由Ta、Hf或Ti 構(gòu)成)。然后，如圖3所示，對(duì)金屬層240進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋金屬柵電極250、 半導(dǎo)體襯底200和STI 210的金屬層M0，從而僅保留在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的犧牲金屬去氧側(cè)墻M0。至此，已經(jīng)形成本發(fā)明所特有的犧牲金屬去氧側(cè)墻 240。此后，可選地，執(zhí)行形成電介質(zhì)側(cè)墻260的步驟。如圖4所示，在圖3所示的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，保形地沉積電介質(zhì)層沈0(厚度為2 50nm，由 Si02、Si3N4 或 SiON 構(gòu)成)。然后，如圖5所示，對(duì)電介質(zhì)層260進(jìn)行CMP處理或選擇性刻蝕處理，去除覆蓋金屬柵電極250、犧牲金屬去氧側(cè)墻240的頂面、半導(dǎo)體襯底200和STI 210的電介質(zhì)層沈0， 從而僅保留在犧牲金屬去氧側(cè)墻240的外周圍繞犧牲金屬去氧側(cè)墻240的電介質(zhì)側(cè)墻沈0。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成在柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，可選地，犧牲金屬去氧側(cè)墻240可以位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻260 (在犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成之后形成)之間，具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。此后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240和電介質(zhì)側(cè)墻沈0 可以被選擇性地全部去除(未示出)或部分去除(未示出)，從而得到位于半導(dǎo)體襯底200 上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)。第二實(shí)施例首先，參考圖7，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)描述。圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件主要包括半導(dǎo)體襯底200、STI (淺溝槽隔離)210、界面氧化物層220、高K介電層 230、金屬柵電極250、犧牲金屬去氧側(cè)墻240和電介質(zhì)側(cè)墻沈0，其中STI 210形成在半導(dǎo)體襯底200中，用于實(shí)現(xiàn)柵極與源極/漏極之間的隔離；界面氧化物層220形成在半導(dǎo)體襯底200上，高K介電層230形成在界面氧化物層220上，金屬柵電極250形成在高K介電層 230上，由此，界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250形成了半導(dǎo)體器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成在半導(dǎo)體襯底200上，在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)，犧牲金屬去氧側(cè)墻240在圖7所示水平方向上的寬度為1 lOnm， 在圖7所示垂直方向上的高度與所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)相同，在20 90nm的范圍內(nèi)，犧牲金屬去氧側(cè)墻240可以由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；電介質(zhì)側(cè)墻260形成在犧牲金屬去氧側(cè)墻240上， 在犧牲金屬去氧側(cè)墻240的外周圍繞犧牲金屬去氧側(cè)墻M0，電介質(zhì)側(cè)墻260的寬度為2 50nm,電介質(zhì)側(cè)墻沈0的高度與所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)類似，在20 90nm的范圍內(nèi)，電介質(zhì)側(cè)墻260可以由Si02、Si3N4或SiON構(gòu)成；如圖7所示，犧牲金屬去氧側(cè)墻240具有“L”形剖面形狀。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成在柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，犧牲金屬去氧側(cè)墻240可以位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻 260之間，具有“L”形剖面形狀。此后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240和電介質(zhì)側(cè)墻沈0 可以被選擇性地全部去除(未示出)或部分去除(未示出)，從而得到位于半導(dǎo)體襯底200 上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)。接下來，將結(jié)合圖2、6和7，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖2、6和7所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的柵極堆疊制造方法屬于先柵工藝。首先，如圖2所示，通過先柵工藝，在半導(dǎo)體襯底200中形成STI 210、在半導(dǎo)體襯底200上形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)(由界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250構(gòu)成)之后，在上述結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，保形地沉積金屬層MO (厚度為1 lOnm，由Ta、Hf或 Ti構(gòu)成)。然后，如圖6所示，在圖2所示的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，保形地沉積電介質(zhì)層沈0 (厚度為 2 50nm，由 Si02、Si3N4 或 SiON 構(gòu)成)。接下來，如圖7所示，順序地對(duì)電介質(zhì)層260和金屬層240進(jìn)行CMP處理或選擇性刻蝕處理，去除覆蓋金屬柵電極250、半導(dǎo)體襯底200和STI 210的電介質(zhì)層260和金屬層 M0，從而僅保留在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的犧牲金屬去氧側(cè)墻 M0、和在犧牲金屬去氧側(cè)墻240的外周圍繞犧牲金屬去氧側(cè)墻240的電介質(zhì)側(cè)墻沈0。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240形成在柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，犧牲金屬去氧側(cè)墻240位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻260之間，具有“L”形剖面形狀。此后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻240和電介質(zhì)側(cè)墻沈0 可以被選擇性地全部去除(未示出)或部分去除(未示出)，從而得到位于半導(dǎo)體襯底200 上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層220、高K介電層230和金屬柵電極250)。第三實(shí)施例首先，參考圖11和圖12，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)描述。圖11和圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖11所示，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件主要包括半導(dǎo)體襯底300、STI (淺溝槽隔離)310、界面氧化物層320、高K介電層330、金屬柵電極350、犧牲金屬去氧側(cè)墻340、電介質(zhì)側(cè)墻360、側(cè)墻370和器件電介質(zhì)層 (Si02/Si3N4)380，其中STI 310形成在半導(dǎo)體襯底300中，用于實(shí)現(xiàn)柵極與源極/漏極之間的隔離；界面氧化物層320、高K介電層330、金屬柵電極350、犧牲金屬去氧側(cè)墻340、電介質(zhì)側(cè)墻360和側(cè)墻370均形成在器件電介質(zhì)層(Si02/Si3N4)380中；界面氧化物層320、電介質(zhì)側(cè)墻360和側(cè)墻370形成在半導(dǎo)體襯底300上，電介質(zhì)側(cè)墻360位于側(cè)墻370的內(nèi)周， 電介質(zhì)側(cè)墻360在圖11所示水平方向上的寬度為2 50nm，在圖11所示垂直方向上的高度在20 90nm的范圍內(nèi)，電介質(zhì)側(cè)墻360可以由Si03、Si3N4或SiON構(gòu)成，界面氧化物層 320形成在電介質(zhì)側(cè)墻360所包圍的區(qū)域內(nèi)；犧牲金屬去氧側(cè)墻340位于電介質(zhì)側(cè)墻360的內(nèi)周，形成在電介質(zhì)側(cè)墻360上，犧牲金屬去氧側(cè)墻340在圖11所示水平方向上的寬度為 1 lOnm，在圖11所示垂直方向上的高度在20 90nm的范圍內(nèi)，犧牲金屬去氧側(cè)墻340 可以由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；高K介電層330位于犧牲金屬去氧側(cè)墻340的內(nèi)周，形成在界面氧化物層320上，金屬柵電極350填充在高K介電層330內(nèi)，由此，界面氧化物層320、高K 介電層330和金屬柵電極350形成了半導(dǎo)體器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；如圖11所示，電介質(zhì)側(cè)
12墻360具有“L”形剖面形狀。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻340形成在高K介電層 330的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，犧牲金屬去氧側(cè)墻340位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻360之間，電介質(zhì)側(cè)墻360具有“L”形剖面形狀。此后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，如圖12所示，高K介電側(cè)墻330、犧牲金屬去氧側(cè)墻；340、電介質(zhì)側(cè)墻360和側(cè)墻370可以被選擇性地全部去除(未示出)或部分去除(高K介電側(cè)墻330和電介質(zhì)側(cè)墻360可以有部分殘余，以防止半導(dǎo)體器件損壞)，從而得到位于器件電介質(zhì)層380的空腔內(nèi)的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層320、高K介電層330 和金屬柵電極350)。接下來，將結(jié)合圖8 12，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖8 12所示，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的柵極堆疊制造方法屬于后柵工藝。首先，如圖8所示，去除替代柵極堆疊，暴露出半導(dǎo)體襯底300。然后，如圖9所示，在圖8所示的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，保形地順序沉積電介質(zhì)層 360 (厚度為2 50nm,由SiO2^Si3N4或SiON構(gòu)成)和金屬層340 (厚度為1 IOnm,由Ta、 Hf或Ti構(gòu)成)。接下來，如圖10所示，順序地對(duì)金屬層340和電介質(zhì)層360進(jìn)行選擇性刻蝕處理， 去除覆蓋器件電介質(zhì)層380和半導(dǎo)體襯底300的金屬層340和電介質(zhì)層360，從而僅保留位于側(cè)墻370內(nèi)周的電介質(zhì)側(cè)墻360、和位于電介質(zhì)側(cè)墻360內(nèi)周的犧牲金屬去氧側(cè)墻340。此后，如圖11所示，在犧牲金屬去氧側(cè)墻340內(nèi)、半導(dǎo)體襯底300上，順序形成界面氧化物層320、高K介電層330和金屬柵電極350。至此，已經(jīng)形成了具有犧牲金屬去氧側(cè)墻340的柵極堆疊結(jié)構(gòu)。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻340形成在高K介電層 330的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，犧牲金屬去氧側(cè)墻340位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)側(cè)墻360之間，電介質(zhì)側(cè)墻360具有“L”形剖面形狀。最后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，如圖12所示，可以選擇性地全部去除(未示出)或部分去除高K介電側(cè)墻330、犧牲金屬去氧側(cè)墻340、電介質(zhì)側(cè)墻360和側(cè)墻 370 (高K介電側(cè)墻330和電介質(zhì)側(cè)墻360可以有部分殘余，以防止半導(dǎo)體器件損壞)，從而得到位于器件電介質(zhì)層380的空腔內(nèi)的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層320、高K介電層330 和金屬柵電極350)。第四實(shí)施例首先，參考圖15和圖16，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)描述。圖15和圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖15所示，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例所提出的柵極堆疊制造方法制造完成的半導(dǎo)體器件主要包括半導(dǎo)體襯底300、STI (淺溝槽隔離)310、界面氧化物層320、高K介電層 330、金屬柵電極350、犧牲金屬去氧側(cè)墻340、側(cè)墻370和器件電介質(zhì)層(Si02/Si3N4) 380，其中STI310形成在半導(dǎo)體襯底300中，用于實(shí)現(xiàn)柵極與源極/漏極之間的隔離；界面氧化物層320、高K介電層330、金屬柵電極350、犧牲金屬去氧側(cè)墻340和側(cè)墻370均形成在器件電介質(zhì)層(Si02/Si3N4) 380中；界面氧化物層320、犧牲金屬去氧側(cè)墻340和側(cè)墻370形成在半導(dǎo)體襯底300上，犧牲金屬去氧側(cè)墻340位于側(cè)墻370的內(nèi)周，形成在界面氧化物層320 上，犧牲金屬去氧側(cè)墻340在圖15所示水平方向上的寬度為1 lOnm，在圖15所示垂直方向上的高度在20 90nm的范圍內(nèi)，犧牲金屬去氧側(cè)墻340可以由Ta、Hf或Ti構(gòu)成，界面氧化物層320形成在犧牲金屬去氧側(cè)墻340所包圍的區(qū)域內(nèi)；高K介電層330位于犧牲金屬去氧側(cè)墻340的內(nèi)周，形成在界面氧化物層320上，金屬柵電極350填充在高K介電層 330內(nèi)，由此，界面氧化物層320、高K介電層330和金屬柵電極350形成了半導(dǎo)體器件的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；如圖15所示，犧牲金屬去氧側(cè)墻340具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻340形成在高K介電層 330的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，犧牲金屬去氧側(cè)墻340具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。此后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，如圖16所示，高K介電側(cè)墻330、犧牲金屬去氧側(cè)墻340和側(cè)墻370可以選擇性地被全部去除(未示出)或部分去除(高K介電側(cè)墻 330和犧牲金屬去氧側(cè)墻340可以有部分殘余，以防止半導(dǎo)體器件損壞)，從而得到位于器件電介質(zhì)層380的空腔內(nèi)的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層320、高K介電層330和金屬柵電極 350)。接下來，將結(jié)合圖8和13 16，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的柵極堆疊制造方法的各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖8 12所示，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的柵極堆疊制造方法屬于后柵工藝。首先，如圖8所示，去除替代柵極堆疊，暴露出半導(dǎo)體襯底300。然后，如圖13所示，在圖8所示的結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，保形地沉積金屬層340(厚度為1 10nm，由Ta、Hf或Ti構(gòu)成)。接下來，如圖14所示，對(duì)金屬層340進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋器件電介質(zhì)層 380和半導(dǎo)體襯底300的金屬層340，從而僅保留位于側(cè)墻370內(nèi)周的犧牲金屬去氧側(cè)墻 340。此后，如圖15所示，在犧牲金屬去氧側(cè)墻340內(nèi)、半導(dǎo)體襯底300上，順序形成界面氧化物層320、高K介電層330和金屬柵電極350。至此，已經(jīng)形成了具有犧牲金屬去氧側(cè)墻340的柵極堆疊結(jié)構(gòu)。根據(jù)此實(shí)施例，在選擇性刻蝕處理之后，犧牲金屬去氧側(cè)墻340形成在高K介電層 330的外圍，沿柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁設(shè)置，用作執(zhí)行去氧反應(yīng)過程的犧牲層。由此，克服了傳統(tǒng)工藝可能導(dǎo)致的EOT增加和功函數(shù)不穩(wěn)定等缺陷。此外，犧牲金屬去氧側(cè)墻340具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。最后，可選地，在實(shí)現(xiàn)了去氧反應(yīng)之后，如圖16所示，可以選擇性地全部去除(未示出)或部分去除高K介電側(cè)墻330、犧牲金屬去氧側(cè)墻340和側(cè)墻370 (高K介電側(cè)墻330 和犧牲金屬去氧側(cè)墻340可以有部分殘余，以防止半導(dǎo)體器件損壞)，從而得到位于器件電介質(zhì)層380的空腔內(nèi)的柵極堆疊結(jié)構(gòu)(界面氧化物層320、高K介電層330和金屬柵電極350)。 至此已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其它的改變、替換和添加。因此，本發(fā)明的范圍不局限于上述特定實(shí)施例，而應(yīng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極上構(gòu)成的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；保形地沉積覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的金屬層；以及對(duì)所述金屬層選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部和所述半導(dǎo)體襯底的所述金屬層，僅保留在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的犧牲金屬去氧側(cè)墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，還包括 保形地沉積覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻頂部和所述半導(dǎo)體襯底的電介質(zhì)層；以及對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻頂部和所述半導(dǎo)體襯底的所述電介質(zhì)層，僅保留在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的電介質(zhì)側(cè)墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，在保形地沉積所述金屬層之后，在對(duì)所述金屬層進(jìn)行選擇性刻蝕處理之前，還包括保形地沉積覆蓋所述金屬層的電介質(zhì)層；以及對(duì)所述電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述金屬層頂部的所述電介質(zhì)層，僅保留在犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的電介質(zhì)側(cè)墻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3之一所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極的制造方法，還包括在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除所述犧牲金屬去氧側(cè)墻，或者在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻。
5.一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括去除形成在器件電介質(zhì)層中的替代柵極堆疊，暴露出半導(dǎo)體襯底的頂部和位于所述器件電介質(zhì)層中的側(cè)墻的側(cè)壁；保形地沉積覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的金屬層； 對(duì)所述金屬層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的所述金屬層，僅保留位于所述側(cè)墻的內(nèi)周的犧牲金屬去氧側(cè)墻；以及在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻內(nèi)、所述半導(dǎo)體襯底上，順序形成界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極，從而構(gòu)成柵極堆疊結(jié)構(gòu)。
6.一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括去除形成在器件電介質(zhì)層中的替代柵極堆疊，暴露出半導(dǎo)體襯底的頂部和位于所述器件電介質(zhì)層中的側(cè)墻的側(cè)壁；保形地沉積覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的電介質(zhì)層； 保形地沉積覆蓋所述電介質(zhì)層的金屬層；順序地對(duì)所述金屬層和所述電介質(zhì)層進(jìn)行選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述器件電介質(zhì)層和所述半導(dǎo)體襯底的金屬層和電介質(zhì)層，從而僅保留位于所述側(cè)墻內(nèi)周的電介質(zhì)側(cè)墻、 和位于所述電介質(zhì)側(cè)墻內(nèi)周的犧牲金屬去氧側(cè)墻；以及在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻內(nèi)、所述半導(dǎo)體襯底上，順序形成界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極，從而構(gòu)成柵極堆疊結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，還包括在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除高K介電側(cè)墻和所述犧牲金屬去氧側(cè)墻，或者在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻，或者在完成去氧反應(yīng)過程后，全部去除或部分去除高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻、 所述電介質(zhì)側(cè)墻和所述側(cè)墻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，其特征在于所述犧牲金屬去氧側(cè)墻由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻由Si02、Si3N4或SiON構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8之一所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，其特征在于所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的寬度為1 lOnm，高度為20 90nm ；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻的寬度為2 50nm，高度為20 90nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或5或6所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，其特征在于所述犧牲金屬去氧側(cè)墻具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，其特征在于所述犧牲金屬去氧側(cè)墻具有“L”形剖面形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，其特征在于所述電介質(zhì)側(cè)墻具有“L”形剖面形狀。
13.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；和形成在所述半導(dǎo)體襯底上的柵極， 其中所述柵極包括柵極堆疊結(jié)構(gòu)，由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極構(gòu)成，其中所述界面氧化物層形成在所述半導(dǎo)體襯底上，所述高K介電層形成在所述界面氧化物層上，所述金屬柵電極形成在所述高K介電層上；和犧牲金屬去氧側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述柵極還包括電介質(zhì)側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述柵極還包括電介質(zhì)側(cè)墻，形成在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻上，在所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的外周圍繞所述犧牲金屬去氧側(cè)墻。
16.根據(jù)權(quán)利要求13 15之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述犧牲金屬去氧側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除，或者所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除。
17.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)； 形成在所述半導(dǎo)體襯底上的器件電介質(zhì)層；和形成在所述半導(dǎo)體襯底上、位于所述器件電介質(zhì)層中的柵極， 其中所述柵極包括側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述器件電介質(zhì)層中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)，由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極構(gòu)成，其中所述界面氧化物層形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述側(cè)墻所包圍的區(qū)域內(nèi)，所述高K介電層形成在所述界面氧化物層上，所述金屬柵電極填充在所述高K介電層內(nèi)；和犧牲金屬去氧側(cè)墻，位于所述側(cè)墻的內(nèi)周，所述高K介電層的外周，形成在所述半導(dǎo)體襯底上。
18.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體襯底；形成在所述半導(dǎo)體襯底中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)； 形成在所述半導(dǎo)體襯底上的器件電介質(zhì)層；和形成在所述半導(dǎo)體襯底上、位于所述器件電介質(zhì)層中的柵極， 其中所述柵極包括側(cè)墻，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述器件電介質(zhì)層中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)，由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極構(gòu)成，其中所述界面氧化物層形成在所述半導(dǎo)體襯底上，位于所述側(cè)墻所包圍的區(qū)域內(nèi)，所述高K介電層形成在所述界面氧化物層上，所述金屬柵電極填充在所述高K介電層內(nèi)；電介質(zhì)側(cè)墻，位于所述側(cè)墻的內(nèi)周，形成在所述半導(dǎo)體襯底上；和犧牲金屬去氧側(cè)墻，位于所述電介質(zhì)側(cè)墻的內(nèi)周，所述高K介電層的外周，形成在所述電介質(zhì)側(cè)墻上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于高K介電側(cè)墻和所述犧牲金屬去氧側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除，或者高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻和所述電介質(zhì)側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除，或者高K介電側(cè)墻、所述犧牲金屬去氧側(cè)墻、所述電介質(zhì)側(cè)墻和所述側(cè)墻在完成去氧反應(yīng)過程后被全部去除或部分去除。
20.根據(jù)權(quán)利要求13 19之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述犧牲金屬去氧側(cè)墻由Ta、Hf或Ti構(gòu)成；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻由Si02、Si3N4或SiON構(gòu)成。
21.根據(jù)權(quán)利要求13 20之一所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述犧牲金屬去氧側(cè)墻的寬度為1 lOnm，高度為20 90nm ；和/或所述電介質(zhì)側(cè)墻的寬度為2 50nm，高度為20 90nm。
22.根據(jù)權(quán)利要求14或17或18所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述犧牲金屬去氧側(cè)墻具有簡(jiǎn)單的“D”形剖面形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述犧牲金屬去氧側(cè)墻具有“L”形剖面形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述電介質(zhì)側(cè)墻具有“L”形剖面形狀。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種具有犧牲金屬去氧側(cè)墻的柵極堆疊的制造方法，包括在半導(dǎo)體襯底上形成由界面氧化物層、高K介電層和金屬柵電極上構(gòu)成的柵極堆疊結(jié)構(gòu)；保形地沉積覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的金屬層；以及對(duì)所述金屬層選擇性刻蝕處理，去除覆蓋所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)頂部和所述半導(dǎo)體襯底的所述金屬層，僅保留在所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的外周圍繞所述柵極堆疊結(jié)構(gòu)的犧牲金屬去氧側(cè)墻。本發(fā)明還提出了一種通過上述工藝制造的半導(dǎo)體器件。
文檔編號(hào)H01L27/092GK102270607SQ201010197080
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者梁擎擎, 鐘匯才, 駱志炯 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所