半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝税雽?dǎo)體器件及其制造方法。一示例方法可以包括：在襯底上形成犧牲柵堆疊；在犧牲柵堆疊的側(cè)壁上形成柵側(cè)墻；在襯底上形成層間電介質(zhì)層，并對其平坦化，以露出犧牲柵堆疊；部分地回蝕犧牲柵堆疊以形成開口；對所得的開口進(jìn)行擴(kuò)大，以使開口呈現(xiàn)從靠近襯底一側(cè)向遠(yuǎn)離襯底一側(cè)逐漸增大的形狀；以及去除剩余的犧牲柵堆疊，并在柵側(cè)墻內(nèi)側(cè)形成柵堆疊。
【專利說明】半導(dǎo)體器件及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件的不斷小型化，逐漸采用高K柵介質(zhì)/金屬柵配置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的S12/多晶娃柵配置。與之相適應(yīng)，后柵(gate last)工藝正逐漸替代先柵(gate first)工藝。
[0003]在后柵工藝中，先利用犧牲柵堆疊來進(jìn)行器件制造處理。隨后，去除犧牲柵，并代之以真正的柵堆疊。然而，犧牲柵去除之后留下的空間正變得越來越小，因此要在其中填充真正的柵堆疊變得越來越困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開的目的至少部分地在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，以改善柵堆疊的填充。
[0005]根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法可以包括:在襯底上形成犧牲柵堆疊；在犧牲柵堆疊的側(cè)壁上形成柵側(cè)墻；在襯底上形成層間電介質(zhì)層，并對其平坦化，以露出犧牲柵堆疊；部分地回蝕犧牲柵堆疊以形成開口 ；對所得的開口進(jìn)行擴(kuò)大，以使開口呈現(xiàn)從靠近襯底一側(cè)向遠(yuǎn)離襯底一側(cè)逐漸增大的形狀；以及去除剩余的犧牲柵堆疊，并在柵側(cè)墻內(nèi)側(cè)形成柵堆疊。
[0006]根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件可以包括:襯底；在襯底上形成的柵堆疊以及位于柵堆疊側(cè)壁上的柵側(cè)墻，其中，柵側(cè)墻所限定的體積至少在其遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的一部分中呈現(xiàn)從靠近襯底一側(cè)向遠(yuǎn)離襯底一側(cè)逐漸增大的形狀。
[0007]根據(jù)本公開的實施例，在去除犧牲柵堆疊之后，可以通過例如原子或離子轟擊，來使柵側(cè)墻內(nèi)側(cè)的空間至少在其上部擴(kuò)大，特別是呈現(xiàn)從下向上逐漸增大的形狀。這有助于改善隨后柵堆疊向該空間中的填充。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0009]圖1-5是示出了根據(jù)本公開實施例的制造半導(dǎo)體器件流程的示意圖；
[0010]圖6-8是示出了根據(jù)本公開另一實施例的制造半導(dǎo)體器件流程的示意圖；
[0011]圖9-21是示出了根據(jù)本公開再一實施例的制造半導(dǎo)體器件流程的示意圖；以及
[0012]圖22是示出了根據(jù)本公開又一實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖。

【具體實施方式】
[0013]以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。
[0014]在附圖中示出了根據(jù)本公開實施例的各種結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚表達(dá)的目的，放大了某些細(xì)節(jié)，并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關(guān)系僅是示例性的，實際中可能由于制造公差或技術(shù)限制而有所偏差，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際所需可以另外設(shè)計具有不同形狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。
[0015]在本公開的上下文中，當(dāng)將一層/元件稱作位于另一層/元件“上”時，該層/元件可以直接位于該另一層/元件上，或者它們之間可以存在居中層/元件。另外，如果在一種朝向中一層/元件位于另一層/元件“上”，那么當(dāng)調(diào)轉(zhuǎn)朝向時，該層/元件可以位于該另一層/元件“下”。
[0016]根據(jù)本公開的實施例，提供了一種半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件可以包括在襯底上形成的柵堆疊以及位于柵堆疊側(cè)壁上的柵側(cè)墻。柵側(cè)墻所限定的體積在其遠(yuǎn)離襯底處相對于其靠近襯底處擴(kuò)大。因此，這種形式的柵側(cè)墻(在其內(nèi)側(cè))限定了上大下小的空間(在此，將遠(yuǎn)離襯底一側(cè)稱作“上”，將靠近襯底一側(cè)稱作“下”)。從而，柵堆疊相對易于填充到這樣的空間中。
[0017]根據(jù)一示例，柵側(cè)墻所限定的體積至少在其位于遠(yuǎn)離襯底一側(cè)(例如，上側(cè))的一部分中，可以從靠近襯底一側(cè)(例如，下側(cè))向著遠(yuǎn)離襯底一側(cè)(例如，上側(cè))尺寸逐漸增大，從而呈現(xiàn)例如上大下小的斗狀。這樣的柵側(cè)墻易于制造。
[0018]柵堆疊可以包括各種合適的配置。例如，柵堆疊可以包括柵介質(zhì)層(例如，高K柵介質(zhì)層)和柵導(dǎo)體層(例如，金屬柵導(dǎo)體層)的疊層，在它們之間還可以形成功函數(shù)調(diào)節(jié)層。柵堆疊可以用于平面型器件如M0SFET。具體地，柵堆疊可以形成于襯底中的有源區(qū)上，從而在有源區(qū)中限定溝道區(qū)。在溝道區(qū)兩側(cè)的有源區(qū)中，可以形成源區(qū)和漏區(qū)。另外，柵堆疊可以用于立體型器件如FinFET。具體地，柵堆疊可以與襯底上形成的鰭相交，并因此在鰭中限定溝道區(qū)。在溝道區(qū)兩側(cè)的鰭兩端部中，可以形成源區(qū)和漏區(qū)。為防止源漏區(qū)之間經(jīng)由鰭底部的泄漏，該半導(dǎo)體器件還可以包括在鰭與柵堆疊相交部分(具體地，溝道區(qū))下方的區(qū)域中形成的穿通阻擋部(PTS)。
[0019]根據(jù)一有利示例，柵堆疊沒有填充滿柵側(cè)墻所限定的體積。例如，柵導(dǎo)體層可以相對于柵側(cè)墻遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的端部(例如，上端部)凹進(jìn)。凹進(jìn)的柵導(dǎo)體層上可以覆蓋有電介質(zhì)層。這種情況下，可以改善源/漏區(qū)接觸部的工藝裕度。
[0020]根據(jù)本公開的其他實施例，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法尤其適用于后柵工藝。根據(jù)后柵工藝，可以在襯底上形成犧牲柵堆疊，然后可以利用犧牲柵堆疊進(jìn)行器件制造(例如，形成源區(qū)和漏區(qū))。隨后，可以去除犧牲柵堆疊，從而在柵側(cè)墻內(nèi)側(cè)留下柵槽。代替直接向柵槽中填充真正的柵堆疊，可以對柵側(cè)墻進(jìn)行處理，使柵槽在其上部增大。這樣，可以相對容易地向柵槽中填充柵堆疊。為了在對柵側(cè)墻處理期間保護(hù)有源區(qū)或鰭，在對柵側(cè)墻處理之前，犧牲柵堆疊可以部分地去除，而在對柵側(cè)墻處理之后，可以去除剩余的犧牲柵堆疊。對柵側(cè)墻的處理例如可以通過原子和/或離子轟擊來進(jìn)行。根據(jù)一有利示例，可以采用等離子體濺射。
[0021]本公開可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
[0022]圖5是示出了根據(jù)本公開實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖5所示，該半導(dǎo)體器件可以包括在襯底100上形成的柵堆疊。柵堆疊可以包括柵介質(zhì)層110和柵導(dǎo)體層112。此外，該半導(dǎo)體器件還可以包括在柵堆疊(該示例中，柵介質(zhì)層110)側(cè)壁上形成的柵側(cè)墻106。柵側(cè)墻106可以被成形為使得其所限定的體積(例如，其內(nèi)側(cè)的體積，在該示例中，具體地是柵堆疊所占據(jù)的體積)在遠(yuǎn)離襯底處相對于靠近襯底處增大。在該示例中，所述體積在其上部呈現(xiàn)上大下小的斗狀。
[0023]另外，圖5中還示出了襯底100上形成的層間電介質(zhì)層108。該層間電介質(zhì)層108的上表面可以與柵堆疊的上表面齊平。
[0024]該半導(dǎo)體器件例如可以如下來制造。
[0025]具體地，如圖1所示，提供襯底100。襯底100可以是各種形式的合適襯底，例如體半導(dǎo)體襯底如S1、Ge等，化合物半導(dǎo)體襯底如SiGe、GaAs、GaSb、AlAs、InAs、InP、GaN、SiC、InGaAs, InSb、InGaSb等，絕緣體上半導(dǎo)體襯底(SOI)等。在此，以體硅襯底及硅系材料為例進(jìn)行描述。但是需要指出的是，本公開不限于此。
[0026]在襯底100上可以形成犧牲柵堆疊。例如，可以通過淀積，依次形成犧牲柵介質(zhì)層102和犧牲柵導(dǎo)體層104。犧牲柵介質(zhì)層102可以包括氧化物(例如，S12),犧牲柵導(dǎo)體層104可以包括多晶硅。之后，例如通過光刻，可以將犧牲柵介質(zhì)層102和犧牲柵導(dǎo)體層104構(gòu)圖為犧牲柵堆疊。可以犧牲柵堆疊為掩模，進(jìn)行暈圈(halo)和延伸區(qū)(extens1n)注入。然后，可以在柵堆疊的側(cè)壁上，形成柵側(cè)墻106。例如，柵側(cè)墻106可以通過在襯底上共形淀積一層氮化物(例如氮化硅)，并對該氮化物層進(jìn)行選擇性刻蝕如反應(yīng)離子刻蝕(RIE)來形成。隨后，可以柵堆疊和柵側(cè)墻106為掩模，進(jìn)行源/漏注入。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)(未示出)。
[0027]在圖1中，示出了單層的柵側(cè)墻106。但是，本公開不限于此。例如，柵側(cè)墻106可以包括兩層或更多層的配置。
[0028]然后，可以所得到的結(jié)構(gòu)上形成層間電介質(zhì)層108。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108。在平坦化時，可以柵側(cè)墻106為停止點，從而可以露出犧牲柵堆疊。
[0029]隨后，如圖2所示，可以通過選擇性刻蝕如RIE，部分地回蝕犧牲柵堆疊(在該示例中，犧牲柵導(dǎo)體層104)?；匚g深度例如為約10nm-60nm。于是，在柵側(cè)墻106內(nèi)側(cè)形成開□。
[0030]接下來，如圖3所示(見其中示出的箭頭)，可以對圖2所示結(jié)構(gòu)的上表面進(jìn)行原子和/或離子轟擊，例如等離子體濺射，優(yōu)選地用Ar、N等等離子轟擊，以將開口擴(kuò)大。由于圖2所示結(jié)構(gòu)的形貌(中間凹進(jìn))以及由此造成的對于原子和/或離子轟擊的負(fù)載條件，柵側(cè)墻至少在其上部的表面形成為傾斜，使得該部分傾斜的表面限定出從上向下漸縮(tapered)的空間。當(dāng)進(jìn)行基本上豎直的轟擊時，擴(kuò)大的開口可以自對準(zhǔn)于剩余的犧牲柵堆疊。因此，較非自對準(zhǔn)擴(kuò)大的開口方法而言，可以節(jié)省器件所占面積并減少制造成本。
[0031]在此，柵側(cè)墻106的高度(在多層配置的情況下，是指多層?xùn)艂?cè)墻作為整體的高度)可以變化相對較小或幾乎沒有改變。即，原子和/或離子轟擊可以改變柵側(cè)墻106上端面的形狀，而較少地或基本上沒有去除柵側(cè)墻106的上端部(在多層配置的情況下，內(nèi)側(cè)的柵側(cè)墻的上端部可能被去除，而外側(cè)的至少一層或多層的上端部極少地或基本上沒有被去除，從而整體上高度幾乎不變，且上端面形成為傾斜)。
[0032]之后，可以如圖4所示，例如通過選擇性刻蝕如RIE，進(jìn)一步去除剩余的柵堆疊(包括剩余的犧牲柵導(dǎo)體層104和犧牲柵介質(zhì)層102)。于是，就在柵側(cè)墻106內(nèi)側(cè)留下了由柵側(cè)墻106限定的空間G (也稱作“柵槽”)。
[0033]在圖4的示例中，柵槽G在其上部呈現(xiàn)從下向上逐漸增大的形狀。但是，本公開不限于此。例如，如果柵側(cè)墻允許的話，則柵槽G甚至可以在其整個高度上從其頂部一直到其底部(即，襯底100的表面)呈漸縮狀。另外，柵槽G的尺寸變化也不限于這種逐漸變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，只要柵槽G在其上部相對于底部增大，就可以相對容易地向其中填充真正的柵堆疊。此外，柵槽G的上端面不限于圖4中所示的直線狀傾斜，而是可以包括由于原子和/或離子轟擊造成的起伏，甚至可以呈曲線狀傾斜。
[0034]隨后，如圖5所示，可以在柵槽G中填充柵堆疊。例如，可以在圖4所示的結(jié)構(gòu)上，通過淀積，依次形成柵介質(zhì)層I1和柵導(dǎo)體層112。例如，柵介質(zhì)層110可以包括高K柵介質(zhì)如HfO2等，厚度為約0.5-3nm ;柵導(dǎo)體層112可以包括金屬柵導(dǎo)體如TiAl、TiN等。另外，金屬柵導(dǎo)體層112不限于圖示的單層結(jié)構(gòu)，也可以包括多層結(jié)構(gòu)。由于柵槽G在其上部尺寸增大，從而柵堆疊向其中的填充可以變得相對容易。
[0035]接下來，例如通過回蝕，去除柵介質(zhì)層110和柵導(dǎo)體層112在柵槽G之外的部分，并因此形成柵堆疊?；匚g時，可以側(cè)墻為停止點。
[0036]在圖5的示例中，示出了柵介質(zhì)層110和柵導(dǎo)體層112將柵槽G完全填滿的示例。但是，本公開不限于此。例如，金屬柵導(dǎo)體層112可以形成為較薄，使得柵槽G并未完全填滿。之后，還可以在金屬柵導(dǎo)體層112之上例如通過淀積進(jìn)一步形成多晶硅或金屬層等。
[0037]根據(jù)一示例，還可以在襯底100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0.3-1.4nm。高K柵介質(zhì)層可以形成在該界面層上。
[0038]這里需要指出的是，在以上描述中，對于后柵工藝本身的處理和參數(shù)沒有進(jìn)行詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)想多種合適的處理和參數(shù)。
[0039]根據(jù)本公開的另一實施例，在得到圖5所示的結(jié)構(gòu)之后，還可以進(jìn)一步部分地回蝕柵導(dǎo)體層112，如圖6所示。例如，回蝕后柵導(dǎo)體層112的高度為約10nm-50nm。然后，可以如圖7所示，柵槽G內(nèi)由于回蝕產(chǎn)生的空間中填充電介質(zhì)層114(例如，氮化物)，以覆蓋柵導(dǎo)體層112。這里需要指出的是，盡管圖7中將電介質(zhì)層114示出為位于柵槽G內(nèi)，但是其也可以延伸到刪除G之外從而從層間電介質(zhì)層108上延伸。
[0040]圖7中這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于可以改善源/漏區(qū)接觸部的工藝裕度。例如，如圖8所示，當(dāng)在層間電介質(zhì)層108中形成接觸部118時，由于電介質(zhì)層114的存在，接觸部118相對于源/漏區(qū)的對準(zhǔn)要求可以相對寬松。例如，在圖8的示例中，接觸部118已經(jīng)偏移到經(jīng)過柵側(cè)墻106。而這種偏移在圖5所示的結(jié)構(gòu)中是不利的。此外，接觸部118可以形成的相對較大。
[0041]圖21是示出了根據(jù)本公開另一實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖。如圖21所示，該半導(dǎo)體器件可以包括在襯底1000上形成的鰭1004以及與鰭1004相交的柵堆疊(參見圖15)。柵堆疊可以包括柵介質(zhì)層1022和柵導(dǎo)體層1024。此外，該半導(dǎo)體器件還可以包括在柵堆疊(該示例中，柵介質(zhì)層1022)側(cè)壁上形成的柵側(cè)墻1012。柵堆疊可以經(jīng)由隔離層(參見圖13中的1006)與襯底隔開。同樣地，柵側(cè)墻1012可以被成形為使得其所限定的體積(例如，其內(nèi)側(cè)的體積，在該示例中，具體地是柵堆疊所占據(jù)的體積)在遠(yuǎn)離襯底處相對于靠近襯底處增大。在該示例中，所述體積在其上部呈現(xiàn)上大下小的斗狀。
[0042]柵堆疊在鰭1004中限定了溝道區(qū)。在鰭1004中在溝道區(qū)兩側(cè)可以形成源/漏區(qū)1014。另外，在溝道區(qū)下方，可以形成PTS 1020。在圖21的示例中，器件形成于襯底1000中形成的阱區(qū)1000-1中。
[0043]該半導(dǎo)體器件例如可以如下來制造。
[0044]具體地，如圖9所示，提供襯底1000。襯底100可以是各種形式的合適襯底，如以上結(jié)合圖1描述的那些襯底。根據(jù)本公開的一些示例，可以在襯底1000中形成阱區(qū)1000-1。例如，對于P型器件，可以形成η型阱區(qū)；而對于η型器件，可以形成P型阱區(qū)。例如，η型阱區(qū)可以通過在襯底1000中注入η型雜質(zhì)如P或As來形成，P型阱區(qū)可以通過在襯底1000中注入P型雜質(zhì)如B來形成。如果需要，在注入之后還可以進(jìn)行退火。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到多種方式來形成η型阱、P型阱，在此不再贅述。
[0045]接下來，可以對襯底1000進(jìn)行構(gòu)圖，以形成鰭狀結(jié)構(gòu)。例如，這可以如下進(jìn)行。具體地，在襯底1000上按設(shè)計形成構(gòu)圖的光刻膠1002。通常，光刻膠1002被構(gòu)圖為一系列平行的等間距線條。然后，如圖10所示，以構(gòu)圖的光刻膠1002為掩模，對襯底1000進(jìn)行刻蝕如RIE，從而形成鰭狀結(jié)構(gòu)1004。在此，對襯底1000的刻蝕可以進(jìn)行到阱區(qū)1000-1中。之后，可以去除光刻膠1002。
[0046]這里需要指出的是，通過刻蝕所形成的(鰭狀結(jié)構(gòu)1004之間的)溝槽的形狀不一定是圖10中所示的規(guī)則矩形形狀，可以是例如從上到下逐漸變小的錐臺形。另外，所形成的鰭狀結(jié)構(gòu)的位置和數(shù)目不限于圖10所示的示例。
[0047]另外，鰭狀結(jié)構(gòu)不限于通過直接對襯底進(jìn)行構(gòu)圖來形成。例如，可以在襯底上外延生長另外的半導(dǎo)體層，對該另外的半導(dǎo)體層進(jìn)行構(gòu)圖來形成鰭狀結(jié)構(gòu)。如果該另外的半導(dǎo)體層與襯底之間具有足夠的刻蝕選擇性，則在對鰭狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)圖時，可以使構(gòu)圖基本上停止于襯底，從而實現(xiàn)對鰭狀結(jié)構(gòu)高度的較精確控制。
[0048]因此，在本公開中，表述“在襯底上形成鰭或鰭狀結(jié)構(gòu)”包括以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谝r底上形成鰭或鰭狀結(jié)構(gòu)，表述“在襯底上形成的鰭或鰭狀結(jié)構(gòu)”包括以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谝r底上形成的任何適當(dāng)鰭或鰭狀結(jié)構(gòu)。
[0049]在通過上述處理形成鰭狀結(jié)構(gòu)之后，可以在襯底上形成隔離層。例如，如圖11所示，可以在襯底上例如通過淀積形成電介質(zhì)層(例如，可以包括氧化物如氧化硅)，然后對淀積的電介質(zhì)層進(jìn)行回蝕，來形成隔離層1006。通常，淀積的電介質(zhì)層可以完全覆蓋鰭狀結(jié)構(gòu)1004，并且在回蝕之前可以對淀積的電介質(zhì)進(jìn)行平坦化，如CMP。在襯底1000中形成阱區(qū)1000-1的情況下，隔離層1006優(yōu)選稍稍露出阱區(qū)。即，隔離層1006的頂面略低于阱區(qū)1000-1的頂面(附圖中沒有示出它們之間的高度差)。
[0050]這里需要指出的是，這種隔離層并不是必須的，特別是在襯底為SOI襯底的情況下。
[0051]為改善器件性能，特別是降低源漏泄漏，根據(jù)本公開的一示例，如圖12中的箭頭所示，通過離子注入來形成PTS 1020。例如，對于η型器件而言，可以注入P型雜質(zhì)，如B、BF2或In ;對于P型器件，可以注入η型雜質(zhì)，如As或P。離子注入可以垂直于襯底表面?？刂频谝浑x子注入的參數(shù)，使得PTS形成于鰭狀結(jié)構(gòu)1004位于隔離層1006表面之下的部分中，并且具有期望的摻雜濃度，例如約5E17-2E19cm_3，并且摻雜濃度應(yīng)高于襯底中阱區(qū)1000-1的摻雜濃度。應(yīng)當(dāng)注意，由于鰭狀結(jié)構(gòu)1004的形狀因子(細(xì)長形)，一部分摻雜劑(離子或元素)可能從鰭狀結(jié)構(gòu)的露出部分散射出去，從而有利于在深度方向上形成陡峭的摻雜分布?？梢赃M(jìn)行退火如尖峰退火、激光退火和/或快速退火，以激活注入的摻雜劑。這種PTS有助于減小源漏泄漏。
[0052]隨后，可以在隔離層1006上形成與鰭相交的柵堆疊。例如，這可以如下進(jìn)行。具體地，如圖13所示，例如通過淀積，形成犧牲柵介質(zhì)層1008。例如，犧牲柵介質(zhì)層1008可以包括氧化物，厚度為約0.8-1.5nm。在圖13所示的示例中，僅示出了 “ Π ”形的犧牲柵介質(zhì)層1008。但是，犧牲柵介質(zhì)層1008也可以包括在隔離層1006的頂面上延伸的部分。然后，例如通過淀積，形成犧牲柵導(dǎo)體層1010。例如，犧牲柵導(dǎo)體層1010可以包括多晶硅。犧牲柵導(dǎo)體層1010可以填充鰭之間的間隙，并可以進(jìn)行平坦化處理例如CMP。
[0053]如圖14 (圖13對應(yīng)于沿圖14中線的截面圖)所示，對犧牲柵導(dǎo)體層1010進(jìn)行構(gòu)圖。在圖14的示例中，犧牲柵導(dǎo)體層1010被構(gòu)圖為與鰭狀結(jié)構(gòu)相交的條形。根據(jù)另一實施例，還可以構(gòu)圖后的犧牲柵導(dǎo)體層1010為掩模，進(jìn)一步對犧牲柵介質(zhì)層1008進(jìn)行構(gòu)圖。
[0054]在形成構(gòu)圖的犧牲柵導(dǎo)體之后，例如可以犧牲柵導(dǎo)體為掩模，進(jìn)行暈圈(halo)注入和延伸區(qū)(extens1n)注入。
[0055]接下來，如圖15所示，可以在柵導(dǎo)體層1010的側(cè)壁上形成柵側(cè)墻1012。例如，可以通過淀積形成厚度約為5-20nm的氮化物(如氮化娃),然后對氮化物進(jìn)行RIE,來形成柵側(cè)墻1012。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道多種方式來形成這種側(cè)墻，在此不再贅述。在鰭之間的溝槽為從上到下逐漸變小的錐臺形時(由于刻蝕的特性，通常為這樣的情況)，柵側(cè)墻1012基本上不會形成于鰭的側(cè)壁上。
[0056]在形成側(cè)墻之后，如圖16 (圖16(a)是沿圖15中Β1ΒΓ線的截面圖，圖16(b)是沿圖15中B2B2'線的截面圖，圖16(c)是沿圖15中CC'線的截面圖)所示，可以柵導(dǎo)體及側(cè)墻為掩模，進(jìn)行源/漏(S/D)注入。在此，如圖16(b)中的箭頭所示，可以進(jìn)行傾斜(angular)注入。對于p型器件，可以注入P型雜質(zhì)，如B、BF2或In ;對于η型器件,可以注入η型雜質(zhì)，如As或P。隨后，可以通過退火，激活注入的離子，以形成源/漏區(qū)1014。如圖16(a)所示，由于柵堆疊的存在，鰭狀結(jié)構(gòu)1004與柵堆疊相交部分(溝道區(qū)將在其中形成)基本上不會受到S/D注入的影響。
[0057]由于S/D注入與PTS的雜質(zhì)類型相反，S/D注入可以對源/漏區(qū)1014下方的PTS1020進(jìn)行補(bǔ)償，例如將PTS 1020中的摻雜劑濃度降低到約5E16-lE19cnT3。從而，PTS 1020大體上位于溝道區(qū)下方。對于源/漏區(qū)1014下方經(jīng)補(bǔ)償后的PTS，在圖中沒有示出。這種補(bǔ)償可以改善器件性能，特別是降低源/漏區(qū)與襯底之間的結(jié)電容。
[0058]隨后，如圖17所示，例如通過淀積，形成層間電介質(zhì)層1016。層間電介質(zhì)層1016例如可以包括氧化物。隨后，對層間電介質(zhì)層1016進(jìn)行平坦化處理例如CMP。該CMP可以停止于柵側(cè)墻1012，從而露出犧牲柵堆疊。
[0059]接著，如圖18所示，可以通過選擇性刻蝕如RIE，部分地回蝕犧牲柵堆疊(在該示例中，犧牲柵導(dǎo)體層1010)。例如，回蝕深度為約10nm-60nm。于是，在柵側(cè)墻1012內(nèi)側(cè)形成開口。
[0060]接下來，如圖11所示(見其中示出的箭頭)，可以對圖2所示結(jié)構(gòu)的上表面進(jìn)行原子和/或離子轟擊，例如等離子體濺射，優(yōu)選地用Ar、N等等離子轟擊，以將開口擴(kuò)大。參見以上結(jié)合圖3的描述，柵側(cè)墻至少在其上部的表面形成為傾斜，使得該部分傾斜的表面限定出從上向下漸縮的空間。當(dāng)進(jìn)行基本上豎直的轟擊時，擴(kuò)大的開口可以自對準(zhǔn)于剩余的犧牲柵堆疊。
[0061]之后，可以如圖20所示，例如通過選擇性刻蝕如RIE，進(jìn)一步去除剩余的柵堆疊(包括剩余的犧牲柵導(dǎo)體層1010和犧牲柵介質(zhì)層1008)。于是，就在柵側(cè)墻1012內(nèi)側(cè)留下了由柵側(cè)墻1012限定的空間G (也稱作“柵槽”)。該柵槽G與以上結(jié)合圖4描述的柵槽類似。
[0062]隨后，如圖21所示，可以在柵槽G中填充柵堆疊，包括柵介質(zhì)層1022和柵導(dǎo)體層1024。對此，可以參照以上結(jié)合圖5的詳細(xì)描述。
[0063]根據(jù)本公開的另一示例，如圖22所示，可以進(jìn)一步部分地回蝕柵導(dǎo)體層112，并在其上部填充電介質(zhì)層1018(例如，氮化物)。對此，可以參照以上結(jié)合圖6和7的詳細(xì)描述。
[0064]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施例，但是這并不意味著各個實施例中的措施不能有利地結(jié)合使用。
[0065]以上對本公開的實施例進(jìn)行了描述。但是，這些實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)。
【權(quán)利要求】
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括: 在襯底上形成犧牲柵堆疊； 在犧牲柵堆疊的側(cè)壁上形成柵側(cè)墻； 在襯底上形成層間電介質(zhì)層，并對其平坦化，以露出犧牲柵堆疊； 部分地回蝕犧牲柵堆疊以形成開口； 對所得的開口進(jìn)行擴(kuò)大，以使開口呈現(xiàn)從靠近襯底一側(cè)向遠(yuǎn)離襯底一側(cè)逐漸增大的形狀；以及 去除剩余的犧牲柵堆疊，并在柵側(cè)墻內(nèi)側(cè)形成柵堆疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，進(jìn)行擴(kuò)大包括:進(jìn)行原子和/或離子轟擊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，原子和/或離子轟擊包括:等離子體濺射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，擴(kuò)大后的開口自對準(zhǔn)于剩余的犧牲柵堆疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，柵堆疊包括柵介質(zhì)層和柵導(dǎo)體層，該方法還包括: 部分地回蝕柵導(dǎo)體層； 在柵導(dǎo)體層上形成電介質(zhì)層，以覆蓋回蝕后的柵導(dǎo)體層。
6.一種半導(dǎo)體器件，包括: 襯底； 在襯底上形成的柵堆疊以及位于柵堆疊側(cè)壁上的柵側(cè)墻， 其中，柵側(cè)墻所限定的體積至少在其遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的一部分中呈現(xiàn)從靠近襯底一側(cè)向遠(yuǎn)離襯底一側(cè)逐漸增大的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中，柵堆疊包括柵介質(zhì)層和柵導(dǎo)體層，其中柵導(dǎo)體層相對于柵側(cè)墻遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的端部凹進(jìn)，且該半導(dǎo)體器件還包括覆蓋柵導(dǎo)體層的電介質(zhì)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，還包括: 在襯底上形成的鰭，其中柵堆疊與鰭相交。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，還包括: 在鰭與柵堆疊相交的部分下方的區(qū)域中形成的穿通阻擋部。
【文檔編號】H01L21/336GK104377132SQ201310351422
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】朱慧瓏 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所