一種半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】。該半導(dǎo)體器件的制造方法包括：步驟S101：提供半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底中形成凹槽；步驟S102：在凹槽的相對的兩個(gè)內(nèi)壁上形成柵極第一側(cè)壁；步驟S103：在凹槽的底部區(qū)域形成柵氧化層，并在柵氧化層之上形成柵極第一部分，其中所述柵極第一部分的至少一部分位于凹槽內(nèi)；步驟S104：在柵極第一部分之上形成柵極第二部分，其中柵極第二部分和柵極第一部分構(gòu)成半導(dǎo)體器件的柵極。該方法由于形成的柵極的一部分嵌入了半導(dǎo)體襯底，縮小了柵極頂端到有源區(qū)的高度差，因此可以增大形成共享接觸孔時(shí)的工藝窗口，避免漏電流。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，其柵極的一部分嵌入了半導(dǎo)體襯底，同樣具有上述優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】中，共享接觸孔（share contact)-般用于將半導(dǎo)體器件的柵 極(例如多晶硅柵極）和有源區(qū)（即，源極或漏極）直接相連。共享接觸孔由于具有可以節(jié)省 器件面積等優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體器件中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在SRAM中就往往會應(yīng)用共享 接觸孔。
[0003] 然而，現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的制造方法，在刻蝕形成共享接觸孔的過程中，由于 柵極頂端到有源區(qū)的高度差很大，需要對層間介電層進(jìn)行過刻以形成共享接觸孔，而過刻 往往會導(dǎo)致共享接觸孔下方的柵極側(cè)壁會被部分甚至完全刻蝕掉，且柵極也可能被部分刻 蝕掉。而當(dāng)柵極側(cè)壁被部分或全部刻蝕掉（即，被不當(dāng)刻蝕)，共享接觸孔距輕摻雜區(qū)的距離 將被拉近，由于輕摻雜區(qū)的結(jié)深較淺，很容易引起漏電流問題。而且，當(dāng)柵極側(cè)壁被刻蝕掉 的越多，漏電流的問題越嚴(yán)重。
[0004] 實(shí)驗(yàn)表明，在形成共享接觸孔的過程中，雖然提高對層間介電層與柵極及柵極側(cè) 壁的刻蝕選擇比，可以在一定程度上緩解上述問題，但并不能完全解決該問題。
[0005] 因此，有必要提出一種新的半導(dǎo)體器件及其制造方法，以解決上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明一方面提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括：
[0007] 步驟S101 :提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底中形成凹槽；
[0008] 步驟S102 :在所述凹槽的相對的兩個(gè)內(nèi)壁上形成柵極第一側(cè)壁；
[0009] 步驟S103 :在所述凹槽的底部區(qū)域形成柵氧化層，并在所述柵氧化層之上形成柵 極第一部分，其中所述柵極第一部分的至少一部分位于所述凹槽內(nèi)；
[0010] 步驟S104 :在所述柵極第一部分之上形成柵極第二部分，其中所述柵極第二部分 和所述柵極第一部分構(gòu)成所述半導(dǎo)體器件的柵極。
[0011] 其中，所述步驟S101包括：
[0012] 步驟S1011 :提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成隔離材料層和硬掩 膜層；
[0013] 步驟S1012 :對所述硬掩膜層、所述隔離材料層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，在擬 形成柵極的位置形成所述凹槽。
[0014] 其中，所述隔離材料層的材料為氧化硅，所述硬掩膜層的材料為氮化硅。
[0015] 其中，所述步驟S102包括：
[0016] 步驟S1021 :形成覆蓋所述凹槽的第一側(cè)壁材料層；
[0017] 步驟S1022 :刻蝕去除所述第一側(cè)壁材料層除位于所述凹槽相對的兩個(gè)內(nèi)壁位置 處的部分之外的部分，以形成所述柵極第一側(cè)壁。
[0018] 其中，所述步驟S103包括：
[0019] 步驟S1031 :在所述凹槽的底部區(qū)域形成柵氧化層；
[0020] 步驟S1032 :形成覆蓋所述柵氧化層且高于所述柵極第一側(cè)壁的第一柵極材料 層；
[0021] 步驟S1033 :通過化學(xué)機(jī)械拋光去除所述第一柵極材料層高于所述柵極第一側(cè)壁 的部分，以形成所述柵極第一部分。
[0022] 其中，在所述步驟S103和S104之間還包括如下步驟：
[0023] 去除所述硬掩膜層；
[0024] 進(jìn)行輕摻雜處理以在所述半導(dǎo)體襯底位于所述柵極第一部分兩側(cè)的區(qū)域形成輕 慘雜區(qū)。
[0025] 其中，在所述步驟S104中，所述柵極第二部分覆蓋所述柵極第一部分和所述柵極 第一側(cè)壁。
[0026] 其中，在所述步驟S104中，所述柵極第二部分覆蓋所述柵極第一部分、所述柵極 第一側(cè)壁以及所述隔離材料層臨近所述柵極第一側(cè)壁的部分，所述柵極呈"T"形。
[0027] 其中，在所述步驟S104之后還包括步驟S105:在所述柵極第二部分的兩側(cè)形成柵 極第二側(cè)壁。
[0028] 其中，在所述步驟S105之后還包括步驟S106 :通過離子注入在所述半導(dǎo)體襯底位 于所述柵極兩側(cè)的區(qū)域形成源極和漏極。
[0029] 其中，所述柵極第一部分和所述柵極第二部分的材料均為多晶硅。
[0030] 本發(fā)明再一方面提供一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底、位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi) 的柵氧化層、位于所述柵氧化層之上的柵極、位于所述柵極兩側(cè)的源極和漏極、以及柵極第 一側(cè)壁；其中，所述柵極包括柵極第一部分和位于所述柵極第一部分之上的柵極第二部分， 所述柵極第一部分的至少一部分嵌入所述半導(dǎo)體襯底；所述柵極第一側(cè)壁覆蓋所述柵極第 一部分的兩側(cè)且至少一部分嵌入所述半導(dǎo)體襯底。
[0031] 其中，所述柵極第二部分位于所述半導(dǎo)體襯底的上表面的上方。
[0032] 其中，所述柵極第二部分覆蓋所述柵極第一部分和所述柵極第一側(cè)壁。
[0033] 其中，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述半導(dǎo)體襯底上方且與所述柵極第一側(cè)壁相 鄰接的隔離材料層，并且，所述柵極第二部分覆蓋所述柵極第一部分、所述柵極第一側(cè)壁以 及所述隔離材料層臨近所述柵極第一側(cè)壁的部分，所述柵極呈"T"形。
[0034] 其中，所述柵極第一部分與所述柵極第二部分的材料為多晶硅。
[0035] 其中，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述柵極第二部分兩側(cè)的柵極第二側(cè)壁。
[0036] 本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法，由于形成的柵極的一部分嵌入了半導(dǎo)體襯底， 縮小了柵極頂端到有源區(qū)的高度差，因此，可以增大后續(xù)刻蝕形成共享接觸孔時(shí)的工藝窗 口，在一定程度上避免共享接觸孔下方的柵極側(cè)壁被不當(dāng)刻蝕，進(jìn)而在一定程度上避免引 起漏電流。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，柵極的一部分嵌入了半導(dǎo)體襯底，同樣具有上述優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 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。
[0038] 附圖中：
[0039] 圖1至12為本發(fā)明實(shí)施例一的半導(dǎo)體器件的制造方法的相關(guān)步驟形成的結(jié)構(gòu)的 示意性剖面圖；
[0040] 其中，圖12為本發(fā)明實(shí)施例二的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的示意性剖面圖；
[0041] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例一的半導(dǎo)體器件的制造方法的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以 實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn) 行描述。
[0043] 應(yīng)當(dāng)理解的是，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)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。
[0044] 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、連接或耦合到其它元件或?qū)樱?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)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管 可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、 層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部 分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元 件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0045] 空間關(guān)系術(shù)語例如"在...下"、"在...下面"、"下面的"、"在...之下"、"在...之 上"、"上面的"等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與 其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使 用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為"在其它元件下 面"或"在其之下"或"在其下"元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣?上"。因此，示例性 術(shù)語"在...下面"和"在...下"可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向（旋轉(zhuǎn)90 度或其它取向）并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。
[0046] 這里參考作為本發(fā)明的理想實(shí)施例（和中間結(jié)構(gòu)）的示意圖的橫截面圖來描述發(fā) 明的實(shí)施例。這樣，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因 此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)局限于在此所示的區(qū)的特定形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致 的形狀偏差。例如，顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃 度梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣，通過注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋 藏區(qū)和注入進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此，圖中顯示的區(qū)實(shí)質(zhì)上是示 意性的，它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實(shí)際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。 [0047] 為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便 闡釋本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了 這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0048] 實(shí)施例一
[0049] 下面，參照圖1至12以及圖13來描述本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。其 中，圖1至12為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的相關(guān)步驟形成的結(jié)構(gòu)的示意性剖 面圖，圖13為本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的示意性流程圖。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，一般包括如下步驟：
[0051] 步驟A1、提供半導(dǎo)體襯底100,在半導(dǎo)體襯底100上依次形成隔離材料層101和硬 掩膜層102。形成的圖形，如圖1所示。
[0052] 示例性的，隔離材料層101的材料為氧化硅，硬掩膜層102的材料為氮化硅。形成 隔離材料層101和硬掩膜層102的方法，均可以為化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法等。
[0053] 具體地，所述半導(dǎo)體襯底100可以是以下所提到的材料中的至少一種：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)等。在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選絕緣體上硅（SOI)。
[0054] 作為優(yōu)選，還可以在所述半導(dǎo)體襯底中形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔 離（STI)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅（L0C0S)隔離結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中優(yōu)選形成淺溝槽隔離，所述 半導(dǎo)體襯底中還形成有各種阱（well)結(jié)構(gòu)及襯底表面的溝道層。一般來說，形成阱（well) 結(jié)構(gòu)的離子摻雜導(dǎo)電類型與溝道層離子摻雜導(dǎo)電類型相同，但是濃度較柵極溝道層低，離 子注入的深度泛圍較廣，同時(shí)需達(dá)到大于隔離結(jié)構(gòu)的深度。
[0055] 步驟A2、對硬掩膜層102、隔離材料層101和半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行刻蝕，在擬形成 柵極的位置形成凹槽103。形成的圖形，如圖2所示。
[0056] 其中，凹槽103貫穿硬掩膜層102和隔離材料層101并延伸入半導(dǎo)體襯底100。
[0057] 對硬掩膜層102、隔離材料層101和半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行刻蝕時(shí)，所采用的刻蝕方 法可以為干法刻蝕、濕法刻蝕或二者的組合，具體根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，在此并不進(jìn)行限 定。
[0058] 步驟A3、在凹槽103相對的兩個(gè)內(nèi)壁上形成柵極第一側(cè)壁（S卩，柵極底部側(cè)壁） 1051和1052,形成圖形如圖4所示。
[0059] 其中，柵極第一側(cè)壁1051和1052的作用是作為最終形成柵極的一部分側(cè)壁。
[0060] 形成柵極第一側(cè)壁1051和1052的方法，可以采用各種可行的方案來實(shí)現(xiàn)。示例 性的，在本實(shí)施例中，形成柵極第一側(cè)壁1051和1052的方法包括如下步驟：
[0061] 步驟A31、形成覆蓋硬掩膜層102和凹槽103的第一側(cè)壁材料層1050,形成的圖形 如圖3所示。
[0062] 其中，覆蓋凹槽103是指第一側(cè)壁材料層1050覆蓋了凹槽103的底面以及側(cè)壁。 第一側(cè)壁材料層1050的材料，可以為氧化硅或其他合適的材料。形成第一側(cè)壁材料層1050 的方法，可以為化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法以及其他合適的方法。
[0063] 步驟A32、對第一側(cè)壁材料層1050進(jìn)行刻蝕，保留第一側(cè)壁材料層1050位于凹槽 103相對的兩個(gè)內(nèi)壁位置處的部分，作為柵極第一側(cè)壁1051和1052。形成的圖形，如圖4 所示。
[0064] 步驟A4、在柵極第一側(cè)壁1051和1052之間的區(qū)域內(nèi)形成柵氧化層106和位于柵 氧化層106之上的柵極第一部分1071 (S卩，柵極底部部分)。形成的圖形，如圖6所示。
[0065] 示例性的，步驟A4可以包括如下步驟：
[0066] 步驟A41、在柵極第一側(cè)壁1051和1052之間的區(qū)域內(nèi)形成柵氧化層106。
[0067] 其中，形成柵氧化層106的方法，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種方法，例如熱氧化法 等。
[0068] 步驟A42、形成覆蓋硬掩膜層102、柵極第一側(cè)壁1051和1052、以及柵氧化層106 的第一柵極材料層10710,其中，第一柵極材料層10710高于柵極第一側(cè)壁1051和1052。形 成的圖形，如圖5所示。
[0069] 其中，第一柵極材料層10710的材料，可以為現(xiàn)有技術(shù)中各種適合作為柵極的材 料，比如金屬、多晶硅等。形成第一柵極材料層10710的方法，可以為沉積法、電鍍法或其他 合適的方法。優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，第一柵極材料層10710的材料為多晶娃，形成第一柵 極材料層10710的方法為沉積法。
[0070] 步驟A43、對第一柵極材料層10710進(jìn)行CMP (化學(xué)機(jī)械拋光）去除其高于柵極第 一側(cè)壁1051和1052的部分，形成柵極第一部分1071。形成的圖形，如圖6所示。當(dāng)然，在 CMP的過程中，第一側(cè)壁1051和1052的頂端也可以被去除一部分，此處并不進(jìn)行限定。
[0071] 在本發(fā)明實(shí)施例中，還可以采用其他方法形成柵極第一部分1071，并且，形成的柵 極第一部分1071也可以完全嵌入半導(dǎo)體襯底100。對于形成柵極第一部分1071的方法以 及柵極第一部分1071嵌入半導(dǎo)體襯底100的深度，本實(shí)施例并不進(jìn)行限定。
[0072] 步驟A5、去除硬掩膜層102,如圖7所示。然后，對半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行輕摻雜 (LDD)處理。經(jīng)過輕摻雜處理，在半導(dǎo)體襯底100位于柵極第一部分1071兩側(cè)的區(qū)域形成 了輕摻雜區(qū)108,如圖8所示。
[0073] 在輕摻雜處理的過程中，柵極第一側(cè)壁1051和1052所起的作用與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體 輕摻雜工藝中偏移側(cè)壁所起的作用相同，此處不再贅述。需要解釋的是，在圖8中，"向下的 箭頭"僅用于示意LDD處理，并非半導(dǎo)體器件本身的結(jié)構(gòu)組成部分。
[0074] 步驟A6、在柵極第一部分1071的上方形成柵極第二部分1072,所述柵極第二部分 1072和柵極第一部分1071構(gòu)成半導(dǎo)體器件的柵極107,如圖10所示。顯然，柵極第二部分 1072與柵極第一部分1071緊密接觸。
[0075] 優(yōu)選的，柵極第二部分1072覆蓋柵極第一部分1071以及柵極第一側(cè)壁1051、 1052。即，柵極第二部分1072的寬度大于柵極第一部分1071。這一結(jié)構(gòu)至少具有如下優(yōu)點(diǎn) ： 在后續(xù)形成接觸孔(包括共享接觸孔）時(shí)，保證柵極與接觸孔（Via)中的導(dǎo)電插塞（Plug)有 更大的接觸面積，形成良好的電接觸。即，保證在形成接觸孔時(shí)具有更大的工藝窗口。
[0076] 在本實(shí)施例中，柵極第二部分1072的材料，可以為金屬或多晶硅等，在此并不進(jìn) 行限定。其中，柵極第二部分1072的材料，可以與柵極第一部分1071相同，也可以與柵極 第一部分1071不同。示例性的，柵極第二部分1072的材料與柵極第一部分1071相同，且 材料為多晶娃。
[0077] 形成柵極第二部分1072的方法，可以采用各種可行的方法，在此并不進(jìn)行限定。 示例性的，形成柵極第二部分1072的方法包括如下步驟：
[0078] 步驟A61、形成覆蓋隔離材料層101、柵極第一側(cè)壁1051和1052、以及柵極第一部 分1071的第二柵極材料層10720。形成的圖形，如圖9所示。
[0079] 步驟A62、對第二柵極材料層10720進(jìn)行刻蝕，形成位于柵極第一部分1071之上的 柵極第二部分1072。形成的圖形，如圖10所示。
[0080] 其中，優(yōu)選的，柵極第二部分1072覆蓋柵極第一部分1071、柵極第一側(cè)壁1051和 1052以及隔離材料層101臨近所述柵極第一側(cè)壁1051和1052的部分，柵極107整體上呈 "T"形，如圖10所示。此時(shí)柵極的頂部面積更大，可以保證在形成接觸孔時(shí)具有更大的工 藝窗口。當(dāng)然，柵極第二部分1072也可以僅覆蓋柵極第一部分1071和所述柵極第一側(cè)壁 1051和1052,或者僅覆蓋柵極第一部分1071，此時(shí)隔離材料層101可以省略。在本發(fā)明實(shí) 施例中，隔離材料層101的主要作用在于隔離柵極第二部分1072與有源區(qū)，防止二者發(fā)生 接觸，當(dāng)柵極第二部分1072僅覆蓋柵極第一部分1071和柵極第一側(cè)壁1051和1052,或者 僅覆蓋柵極第一部分1071時(shí)，隔離材料層101自然可以省略。
[0081] 步驟A7、在柵極第二部分1072的兩側(cè)形成柵極第二側(cè)壁1091和1092,如圖11所 /_J、i 〇
[0082] 其中，柵極第二側(cè)壁1091和1092的材料可以為氮化硅或其他合適的材料。形成 柵極第二側(cè)壁1091和1092的方法，可以采用各種可行的方法實(shí)現(xiàn)，在此并不進(jìn)行限定。
[0083] 在本發(fā)明實(shí)施例中，由于形成的柵極107的一部分(主要指柵極第一部分1071)嵌 入了半導(dǎo)體襯底1〇〇 (即，溝道區(qū)域位于半導(dǎo)體襯底1〇〇的上表面之下)，縮小了柵極107的 頂端到有源區(qū)（即半導(dǎo)體襯底100)的高度差，因此，可以增大后續(xù)刻蝕形成共享接觸孔時(shí)的 工藝窗口，在一定程度上避免共享接觸孔下方的柵極側(cè)壁(具體地，本實(shí)施例為柵極第二側(cè) 壁及柵極第一側(cè)壁）被部分甚至完全刻蝕掉，進(jìn)而在一定程度上避免引起漏電流。
[0084] 步驟A8、形成源極1101和漏極1102,如圖12所示。
[0085] 其中，形成源極1101和漏極1102的方法可以為：對半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行離子注 入，以在半導(dǎo)體襯底100位于柵極107兩側(cè)的部分形成源極1101和漏極1102。當(dāng)然，也可 以采用其他方法形成源極和漏極。
[0086] 優(yōu)選的，在進(jìn)行離子注入時(shí)，相對現(xiàn)有技術(shù)，加深離子注入的深度，使得形成的源 極1101和漏極1102在半導(dǎo)體襯底100中處于更深的位置，S卩，形成的源極1101和漏極1102 比現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)方案在半導(dǎo)體襯底100中的位置更深。這一方案由于保證了后續(xù)形成 的接觸孔距源極和漏極的距離較遠(yuǎn)(相對現(xiàn)有技術(shù))，因而可以進(jìn)一步增大后續(xù)刻蝕形成共 享接觸孔時(shí)的工藝窗口，在一定程度上避免引起漏電流。
[0087] 至此，完成了本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的關(guān)鍵步驟的簡要介紹。本 發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，在步驟A8之后，還可以包括：形成層間介電層的步 驟，形成共享接觸孔的步驟，以及形成金屬層的步驟等，在此不再一一贅述。需要解釋的是， 上述步驟A1至A8僅為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的示例性步驟，本發(fā)明實(shí)施例的實(shí) 現(xiàn)方案并不以此為限。例如，本發(fā)明實(shí)施例也可以不采用上述步驟A1和A2描述的方式在 半導(dǎo)體襯底100上形成凹槽，而是采用在半導(dǎo)體襯底100上直接以光刻膠作為掩膜進(jìn)行刻 蝕的方式或其他合適的方式形成凹槽。當(dāng)然，后續(xù)步驟應(yīng)根據(jù)需要相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
[0088] 本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，由于形成的柵極的一部分嵌入了半導(dǎo)體 襯底，縮小了柵極頂端到有源區(qū)（即半導(dǎo)體襯底）的高度差，因此，可以增大后續(xù)刻蝕形成共 享接觸孔時(shí)的工藝窗口，在一定程度上避免共享接觸孔下方的柵極側(cè)壁(具體地，本實(shí)施例 為柵極第二側(cè)壁及柵極第一側(cè)壁）被部分甚至完全刻蝕掉，進(jìn)而在一定程度上避免引起漏 電流。進(jìn)一步的，在進(jìn)行離子注入形成源極和漏極時(shí)，由于形成的源極和漏極在半導(dǎo)體襯底 中相對現(xiàn)有技術(shù)處于更深的位置，進(jìn)一步增大了后續(xù)刻蝕形成共享接觸孔時(shí)的工藝窗口， 在一定程度上避免引起漏電流。
[0089] 參照圖13,其示出了本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法中的一種典型方法的流 程圖。
[0090] 步驟S101 :提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底中形成凹槽；
[0091] 步驟S102 :在所述凹槽的相對的兩個(gè)內(nèi)壁上形成柵極第一側(cè)壁；
[0092] 步驟S103 :在所述凹槽的底部區(qū)域形成柵氧化層，并在所述柵氧化層之上形成柵 極第一部分，其中所述柵極第一部分的至少一部分位于所述凹槽內(nèi)；
[0093] 步驟S104 :在所述柵極第一部分之上形成柵極第二部分，其中所述柵極第二部分 和所述柵極第一部分構(gòu)成所述半導(dǎo)體器件的柵極。
[0094] 實(shí)施例二
[0095] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件，可以采用上述實(shí)施例一所述的半導(dǎo)體器件的 制造方法進(jìn)行制造。
[0096] 如圖12所示，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底100、位于半導(dǎo)體襯底 內(nèi)的柵氧化層106、位于柵氧化層106之上的柵極107、以及位于柵極107兩側(cè)的源極1101 和漏極1102 ;其中，柵極107包括柵極第一部分1071和位于柵極第一部分1071之上的柵極 第二部分1072,柵極第一部分1071的一部分嵌入半導(dǎo)體襯底100內(nèi)；并且，所述半導(dǎo)體器 件還包括覆蓋柵極第一部分1071兩側(cè)的柵極第一側(cè)壁1051和1052。其中，柵極第一側(cè)壁 1051和1052的作用之一在于隔離柵極第一部分1071與有源區(qū)。實(shí)際上，圖12僅為示意 之用，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件還可以包括柵極第一部分1071全部嵌入半導(dǎo)體襯底100 內(nèi)的情況。也就是說，在本實(shí)施例中，柵極第一部分1071至少一部分嵌入半導(dǎo)體襯底100。 也就是說，在本實(shí)施例中的半導(dǎo)體器件的溝道區(qū)域位于半導(dǎo)體襯底的上表面之下。
[0097] 進(jìn)一步的，柵極第二部分1072位于所述半導(dǎo)體襯底100的上表面的上方，即柵極 第二部分1072的下表面不低于所述半導(dǎo)體襯底100的上表面。
[0098] 進(jìn)一步的，源極1101和漏極1102在半導(dǎo)體襯底100中的位置比現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī) 方案中源極和漏極在半導(dǎo)體襯底中的位置更深。源極1101和漏極1102通過加深離子注入 的深度形成。
[0099] 其中，該半導(dǎo)體器件還包括位于柵極第二部分1072兩側(cè)的柵極第二側(cè)壁1091和 1092。優(yōu)選的，柵極第二部分1072覆蓋柵極第一部分1071以及柵極第一側(cè)壁1051、1052。 其優(yōu)點(diǎn)在于：在后續(xù)形成接觸孔(包括共享接觸孔)時(shí)，可以保證柵極與接觸孔（Via)中的導(dǎo) 電插塞（Plug)有更大的接觸面積，形成良好的電接觸。
[0100] 進(jìn)一步的，半導(dǎo)體器件還包括位于半導(dǎo)體襯底100上方且與所述柵極第一側(cè)壁 1051和1052相鄰接的隔離材料層101，其中，所述柵極第二部分1072覆蓋所述柵極第一部 分1071、所述柵極第一側(cè)壁1051和1052以及所述隔離材料層101臨近所述柵極第一側(cè)壁 的部分，所述柵極呈"T"形。其中，隔離材料層101的作用之一在于隔離柵極第二部分1072 與有源區(qū)；此外，隔離材料層101還可以起到支撐柵極第二側(cè)壁1091和1092的作用。當(dāng) 然，隔離材料層101并非必然如圖12所示的覆蓋除柵極之外的整個(gè)半導(dǎo)體襯底100,其覆蓋 范圍可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定；例如，隔離材料層101可以僅位于柵極第二側(cè)壁1091和 1092的下方。
[0101] 當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，還可以包括位于柵極第二側(cè)壁1091和1092外 側(cè)且位于隔離材料層101上方（當(dāng)省略隔離材料層101時(shí)，位于半導(dǎo)體襯底101上方）的層 間介電層，以及位于柵極107和有源區(qū)的上方的共享接觸孔等，其具體結(jié)構(gòu)可以參考現(xiàn)有 技術(shù)中的共享接觸孔，此處不再贅述。
[0102] 關(guān)于本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)以及其各組成部分（比如柵氧化層、柵極 第一部分、柵極第二部分、柵極第一側(cè)壁、柵極第二側(cè)壁以及隔離材料層等）的材料等，可以 參照上述實(shí)施例一進(jìn)行設(shè)定，此處不再一一贅述。
[0103] 本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，由于柵極的一部分嵌入了半導(dǎo)體襯底，縮小了柵極 頂端到有源區(qū)（即半導(dǎo)體襯底）的高度差，因此，可以增大刻蝕形成共享接觸孔時(shí)的工藝窗 口，在一定程度上避免共享接觸孔下方的柵極側(cè)壁被不當(dāng)刻蝕，進(jìn)而在一定程度上避免引 起漏電流。并且，進(jìn)一步的，由于形成的源極和漏極在半導(dǎo)體襯底中相對現(xiàn)有技術(shù)處于更深 的位置，可以進(jìn)一步增大刻蝕形成共享接觸孔時(shí)的工藝窗口，在一定程度上避免引起漏電 流。
[0104] 本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于 舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的 變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由 附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟S101 :提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底中形成凹槽； 步驟S102 :在所述凹槽的相對的兩個(gè)內(nèi)壁上形成柵極第一側(cè)壁； 步驟S103 :在所述凹槽的底部區(qū)域形成柵氧化層，并在所述柵氧化層之上形成柵極第 一部分，其中所述柵極第一部分的至少一部分位于所述凹槽內(nèi)； 步驟S104 :在所述柵極第一部分之上形成柵極第二部分，其中所述柵極第二部分和所 述柵極第一部分構(gòu)成所述半導(dǎo)體器件的柵極。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S101包括： 步驟S1011 :提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成隔離材料層和硬掩膜層； 步驟S1012 :對所述硬掩膜層、所述隔離材料層和所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，在擬形成 柵極的位置形成所述凹槽。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述隔離材料層的材料 為氧化硅，所述硬掩膜層的材料為氮化硅。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S102包括： 步驟S1021 :形成覆蓋所述凹槽的第一側(cè)壁材料層； 步驟S1022 :刻蝕去除所述第一側(cè)壁材料層除位于所述凹槽相對的兩個(gè)內(nèi)壁位置處的 部分之外的部分，以形成所述柵極第一側(cè)壁。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S103包括： 步驟S1031 :在所述凹槽的底部區(qū)域形成柵氧化層； 步驟S1032 :形成覆蓋所述柵氧化層且高于所述柵極第一側(cè)壁的第一柵極材料層； 步驟S1033 :通過化學(xué)機(jī)械拋光去除所述第一柵極材料層高于所述柵極第一側(cè)壁的部 分，以形成所述柵極第一部分。
6. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103和S104 之間還包括如下步驟： 去除所述硬掩膜層； 進(jìn)行輕摻雜處理以在所述半導(dǎo)體襯底位于所述柵極第一部分兩側(cè)的區(qū)域形成輕摻雜 區(qū)。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S104中，所述 柵極第二部分覆蓋所述柵極第一部分和所述柵極第一側(cè)壁。
8. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S104中，所述 柵極第二部分覆蓋所述柵極第一部分、所述柵極第一側(cè)壁以及所述隔離材料層臨近所述柵 極第一側(cè)壁的部分，所述柵極呈"T"形。
9. 如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟 S104之后還包括步驟S105 :在所述柵極第二部分的兩側(cè)形成柵極第二側(cè)壁。
10. 如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S105之后還 包括步驟S106 :通過離子注入在所述半導(dǎo)體襯底位于所述柵極兩側(cè)的區(qū)域形成源極和漏 極。
11. 如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述柵極第 一部分和所述柵極第二部分的材料均為多晶硅。
12. -種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底、位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的柵氧化 層、位于所述柵氧化層之上的柵極、位于所述柵極兩側(cè)的源極和漏極、以及柵極第一側(cè)壁； 其中， 所述柵極包括柵極第一部分和位于所述柵極第一部分之上的柵極第二部分，所述柵極 第一部分的至少一部分嵌入所述半導(dǎo)體襯底； 所述柵極第一側(cè)壁覆蓋所述柵極第一部分的兩側(cè)且至少一部分嵌入所述半導(dǎo)體襯底。
13. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述柵極第二部分位于所述半導(dǎo) 體襯底的上表面的上方。
14. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述柵極第二部分覆蓋所述柵極 第一部分和所述柵極第一側(cè)壁。
15. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述 半導(dǎo)體襯底上方且與所述柵極第一側(cè)壁相鄰接的隔離材料層，其中，所述柵極第二部分覆 蓋所述柵極第一部分、所述柵極第一側(cè)壁以及所述隔離材料層臨近所述柵極第一側(cè)壁的部 分，所述柵極呈"T"形。
16. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述柵極第一部分與所述柵極第 二部分的材料為多晶硅。
17. 如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件還包括位于所述 柵極第二部分兩側(cè)的柵極第二側(cè)壁。
【文檔編號】H01L29/423GK104143504SQ201310163051
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月6日
【發(fā)明者】劉金華 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司