本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及制造半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。在IC演進(jìn)的過程中，功能密度(定義為每芯片面積的互連器件的數(shù)量)通常增加，而幾何尺寸(即，可使用制造工藝創(chuàng)建的最小部件(線))減小。按比例縮小工藝通常通過增加生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來提供優(yōu)勢(shì)。但是，這種比例縮小增加了處理和制造IC的復(fù)雜度。對(duì)于將被實(shí)現(xiàn)的進(jìn)步，需要IC制造的類似開發(fā)。

例如，隨著半導(dǎo)體IC工業(yè)追求更大的器件密度、更高的性能和更低的成本而進(jìn)行到納米級(jí)技術(shù)工藝節(jié)點(diǎn)，來自制造和設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)導(dǎo)致諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的半導(dǎo)體器件的開發(fā)。然而，現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件和制造半導(dǎo)體器件的方法不能在所有方面均令人滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底，所述襯底具有通過設(shè)置在所述襯底中的至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)而分離的至少兩個(gè)器件區(qū)域，并且所述器件區(qū)域中的每個(gè)器件區(qū)域均包括設(shè)置在所述襯底中的兩個(gè)摻雜區(qū)域；兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，分別設(shè)置在所述器件區(qū)域上，在所述器件區(qū)域中的每個(gè)器件區(qū)域中，所述摻雜區(qū)域分別設(shè)置在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對(duì)側(cè)；層間介電層，設(shè)置在所述襯底上并且外圍地環(huán)繞所述柵極結(jié)構(gòu)，所述層間介電層的頂部具有至少一個(gè)凹部；以及材料層，填充所述至少一個(gè)凹部，所述材料層具有與所述柵極結(jié)構(gòu)的頂面位于相同平面的頂面，并且所述材料層的最厚部分的厚度與所述柵極結(jié)構(gòu)之間的間距的比率在1/30至1/80的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述柵極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)均包括：柵極介電層，設(shè)置在所述襯底上；以及柵電極，設(shè)置在所述柵極介電層上。

優(yōu)選地，所述柵電極中的每一個(gè)均由金屬形成。

優(yōu)選地，該半導(dǎo)體器件還包括：兩個(gè)間隔件，分別外圍地環(huán)繞所述柵極結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，形成所述層間介電層的材料不同于形成所述材料層的材料，并且形成所述材料層的材料是介電材料或金屬。

優(yōu)選地，所述材料層的最厚部分的厚度與所述層間介電層的最厚部分的厚度的比率大于0且小于1/30。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：提供襯底，所述襯底具有通過設(shè)置在所述襯底中的至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)而分離的至少兩個(gè)器件區(qū)域；分別在所述器件區(qū)域上形成兩個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)均包括偽柵電極；在所述襯底中形成多個(gè)摻雜區(qū)域，所述器件區(qū)域中的每一個(gè)均包括設(shè)置在所述偽柵電極中的每一個(gè)偽柵電極的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的兩個(gè)摻雜區(qū)域；在所述襯底上形成層間介電層以外圍地環(huán)繞所述偽柵極結(jié)構(gòu)；在所述層間介電層和所述偽柵極結(jié)構(gòu)上形成界面層，形成所述界面層的材料不同于形成所述層間介電層的材料；在所述界面層中形成多個(gè)開口以露出所述偽柵電極的頂部；以及用兩個(gè)柵電極替換所述偽柵電極。

優(yōu)選地，形成所述偽柵極結(jié)構(gòu)的操作包括：形成包括位于所述偽柵電極下方的柵極介電層的所述偽柵極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在形成所述偽柵極結(jié)構(gòu)的操作和形成所述摻雜區(qū)域的操作期間，還包括：形成分別外圍地環(huán)繞所述偽柵極結(jié)構(gòu)的兩個(gè)間隔件。

優(yōu)選地，在形成所述間隔件的操作和形成所述層間介電層的操作之間，還包括：形成蝕刻停止層以覆蓋所述襯底、所述至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)、所述摻雜區(qū)域、所述間隔件和所述偽柵極結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，形成所述層間介電層的操作包括：在所述蝕刻停止層上方形成層間介電材料層以覆蓋所述襯底和所述偽柵極結(jié)構(gòu)；以及對(duì)所述層間介電材料層執(zhí)行平面化步驟以去除所述層間介電材料層的一部分和所述蝕刻停止層的一部分，從而形成所述層間介電層并且露出所述偽柵電極的頂部。

優(yōu)選地，使用沉積工藝、注入工藝、等離子體處理工藝或氧化工藝來執(zhí)行形成所述界面層的操作。

優(yōu)選地，所述沉積工藝是選擇性原子層沉積工藝。

優(yōu)選地，將氮?dú)庥米鞴ぷ鳉怏w來執(zhí)行所述等離子體處理工藝。

優(yōu)選地，將過氧化氫(H₂O₂)、酒石酸(C₄H₆O₆)或檸檬酸(C₆H₈O₇)用作氧化劑來執(zhí)行所述氧化工藝。

優(yōu)選地，用所述柵電極替代所述偽柵電極的操作包括：去除所述偽柵電極以在所述層間介電層中形成兩個(gè)凹部；形成柵極材料層以填充所述凹部并且覆蓋所述界面層；以及對(duì)所述柵極材料層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝以去除所述柵極材料層的一部分，從而形成所述柵電極并露出所述界面層。

優(yōu)選地，在用所述柵電極替代所述偽柵電極的操作之后，還包括：去除所述界面層；在所述層間介電層上形成材料層，其中，所述材料層具有與所述柵電極的頂部位于相同平面的頂面，并且所述材料層的最厚部分的厚度與所述柵電極之間的間距的比率在1/30至1/80的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述材料層的最厚部分的厚度與所述層間介電層的最厚部分的厚度的比率大于0且小于1/30。

優(yōu)選地，所述界面層由二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：提供襯底，所述襯底具有通過設(shè)置在所述襯底中的至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)而分離的至少兩個(gè)器件區(qū)域；分別在所述器件區(qū)域上形成兩個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)，所述偽柵極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)均包括偽柵電極；在所述襯底上形成兩個(gè)間隔件以分別外圍地環(huán)繞所述偽柵極結(jié)構(gòu)；在所述襯底中形成多個(gè)摻雜區(qū)域，所述器件區(qū)域中的每一個(gè)均包括設(shè)置在所述偽柵電極中的每一個(gè)偽柵電極的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的兩個(gè)摻雜區(qū)域；形成蝕刻停止層以覆蓋所述襯底、所述摻雜區(qū)域、所述間隔件和所述偽柵極結(jié)構(gòu)；形成層間介電材料層以覆蓋所述蝕刻停止層；對(duì)所述層間介電材料層執(zhí)行平面化步驟以去除所述層間介電材料層的一部分和所述蝕刻停止層的一部分，從而形成層間介電層并且露出所述偽柵電極的頂部；在所述層間介電層和所述偽柵電極的頂部上形成界面層，形成所述界面層的材料不同于形成所述層間介電層的材料；在所述界面層中形成多個(gè)開口以分別露出所述偽柵電極的頂部；去除所述偽柵電極以在所述層間介電層中形成兩個(gè)腔；形成柵極材料層以填充所述腔并覆蓋所述界面層；對(duì)所述柵極材料層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝以去除所述柵極材料層的一部分，從而在所述腔中形成兩個(gè)柵電極并露出所述界面層；以及去除所述界面層。

附圖說明

當(dāng)閱讀附圖時(shí)，根據(jù)以下詳細(xì)的描述來更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。注意，根據(jù)工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件沒有按比例繪制。實(shí)際上，為了討論的清楚，可以任意地增加或減小各個(gè)部件的尺寸。

圖1是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的示意性截面圖。

圖2A至圖2K是示出根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的中間階段的示意性截面圖。

圖3是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下公開提供了許多不同的用于實(shí)施本發(fā)明主題的不同特征的實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋霾考蚺渲玫木唧w實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不用于限制。例如，在以下的描述中，在第二部件上方或之上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件被形成為直接接觸的實(shí)施例，并且也可以包括可以在第一部件和第二部件形成附件部件使得第一部件和第二部分沒有直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可以在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這些重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚，其本身并不表示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

此外，為了易于描述，可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)(諸如“在…下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等)以描述圖中所示一個(gè)元件或部件與另一個(gè)元件或部件的關(guān)系。除圖中所示的定向之外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)還包括使用或操作中設(shè)備的不同定向。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他定向)，本文所使用的空間相對(duì)描述可因此進(jìn)行類似的解釋。

在用于制造半導(dǎo)體器件的典型方法中，在層間介電層被形成為覆蓋偽柵極結(jié)構(gòu)并填充偽柵極結(jié)構(gòu)之間的空間之后，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝以去除層間介電層的過量部分，從而露出偽柵極結(jié)構(gòu)的偽柵電極的頂部。接下來，通過使用蝕刻工藝去除偽柵電極以形成腔，并且柵電極被分別形成在腔中以用于替代偽柵電極。然而，蝕刻工藝會(huì)損傷層間介電層。此外，在執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝和蝕刻工藝之后，工藝副產(chǎn)品或污染物保留在層間介電層上，并且工藝副產(chǎn)品或污染物在后續(xù)濕式清潔操作中流入腔中，由此污染腔和柵電極。從而，降低了工藝的產(chǎn)率，并且降低了半導(dǎo)體器件的可靠性。

本公開的實(shí)施例的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件以及用于制造該半導(dǎo)體器件的方法，其中，在用柵電極代替?zhèn)螙烹姌O的操作之前，界面層被形成為覆蓋偽柵電極和層間介電層。界面層比層間介電層更難去除，并且界面層具有相對(duì)于柵電極的CMP選擇性，使得界面層可以在替代偽柵電極的操作期間保護(hù)層間介電層，并且可以防止在注入操作、CMP操作和/或蝕刻操作中生成的污染物污染柵電極。此外，由于界面層具有相對(duì)于柵電極的CMP選擇性，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極結(jié)構(gòu)的高度的更好控制。

圖1是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件100是MOSFET。如圖1所示，半導(dǎo)體器件100包括襯底102、至少兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)、層間介電層108和材料層110。例如，半導(dǎo)體器件100包括兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)104和106。襯底102是半導(dǎo)體襯底，并且可以由單晶半導(dǎo)體材料或化合物半導(dǎo)體材料組成。例如，襯底102是硅襯底。在一些實(shí)例中，鍺或玻璃也可以用作襯底102的材料。

在一些實(shí)例中，至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)112被設(shè)置在襯底102中以在襯底102中限定至少兩個(gè)器件區(qū)域，諸如兩個(gè)器件區(qū)域114和116。例如，隔離結(jié)構(gòu)112可以是淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)。隔離結(jié)構(gòu)112可以由氧化硅形成。再次參照?qǐng)D1，半導(dǎo)體器件100還包括設(shè)置在襯底102中的兩個(gè)摻雜區(qū)域118和兩個(gè)摻雜區(qū)域120。摻雜區(qū)域118設(shè)置在器件區(qū)域114中，并且摻雜區(qū)域120設(shè)置在器件區(qū)域116中。摻雜區(qū)域118和120通過將摻雜物注入到襯底102中來形成。摻雜區(qū)域118和120的摻雜物的導(dǎo)電類型彼此不同。例如，摻雜區(qū)域118的導(dǎo)電類型可以是p型或n型，而摻雜區(qū)域120的導(dǎo)電類型可以為另一種導(dǎo)電類型。當(dāng)摻雜區(qū)域118或120是n型時(shí)，磷(P)可以被用作摻雜物。當(dāng)摻雜區(qū)域118或120是p型時(shí)，鍺(Ge)可用作摻雜物。

柵極結(jié)構(gòu)104和106分別設(shè)置在襯底102上的器件區(qū)域114和116中。在器件區(qū)域114中，摻雜區(qū)域118分別設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)104的兩個(gè)相對(duì)側(cè)。一個(gè)摻雜區(qū)域118可以是源極區(qū)域，以及另一個(gè)摻雜區(qū)域118可以是漏極區(qū)域。在器件區(qū)域116中，摻雜區(qū)域120被分別設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)106的兩個(gè)相對(duì)側(cè)。一個(gè)摻雜區(qū)域120可以是源極區(qū)域，并且另一個(gè)摻雜區(qū)域120可以是漏極區(qū)域。在一些實(shí)例中，柵極結(jié)構(gòu)104包括柵極介電層104a和柵電極104b，其中柵極介電層104a設(shè)置在襯底102上，并且柵電極104b設(shè)置在柵極介電層104a上。柵極結(jié)構(gòu)106包括柵極介電層106a和柵電極106b，其中柵極介電層106a設(shè)置在襯底上，并且柵電極106b設(shè)置在柵極介電層106a上。在一些示例性實(shí)例中，柵極介電層104a和106a由氧化硅形成，并且柵電極104b和106b由金屬形成。

在一些實(shí)例中，如圖1所示，半導(dǎo)體器件100還包括兩個(gè)間隔件122和124。間隔件122外圍地環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)104，并且間隔件124外圍地環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)106。間隔件122和124由介電材料形成。

在一些實(shí)例中，如圖1所示，根據(jù)工藝要求，半導(dǎo)體器件100可進(jìn)一步包括蝕刻停止層(ESL)126。蝕刻停止層126覆蓋襯底102、隔離結(jié)構(gòu)112、摻雜區(qū)域118和120以及間隔件122和124。蝕刻停止層126可以是接觸蝕刻停止層(CESL)以用于制造接觸件。

層間介電層108設(shè)置在蝕刻停止層126上以覆蓋襯底102以及柵極結(jié)構(gòu)104和106。如圖1所示，層間介電層108外圍地環(huán)繞間隔件122和124，使得層間介電層108外圍地環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)104和106。形成層間介電層108的材料不同于形成蝕刻停止層126的材料。在一些示例性實(shí)例中，層間介電層108由可流動(dòng)氧化物形成。例如，層間介電層108可以由二氧化硅形成。層間介電層108的頂部128具有至少一個(gè)凹部130，該凹部可以在形成層間介電層108的操作和/或去除覆蓋層間介電層108的界面層的操作期間形成。

再次參照?qǐng)D1，材料層110填充凹部130。形成層間介電層108的材料不同于形成材料層110的材料。例如，材料層110可以由介電材料或金屬形成。在一些實(shí)例中，材料層110具有頂面132，其位于與柵極結(jié)構(gòu)104和106的頂面134a和134b相同的平面。在一些示例性實(shí)例中，材料層110的最厚部分的厚度136與柵極結(jié)構(gòu)104和106之間的間距138的比率在大約1/30至大約1/80的范圍內(nèi)。例如，材料層110的最厚部分的厚度136與層間介電層108的最厚部分的厚度140的比率可以大于0且小于約1/30。

圖2A至圖2K是示出根據(jù)各個(gè)實(shí)例的制造半導(dǎo)體器件的方法的中間階段的示意性截面圖。如圖2A所示，提供襯底200。襯底200是半導(dǎo)體襯底，并且可以由單晶半導(dǎo)體材料或化合物半導(dǎo)體材料組成。在一些實(shí)例中，硅、鍺或玻璃可用作襯底200的材料。

再次參照?qǐng)D2A，至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)202形成在襯底200中以在襯底200中限定至少兩個(gè)器件區(qū)域204和206，其中器件區(qū)域204和206通過隔離結(jié)構(gòu)202分離。在一些實(shí)例中，隔離結(jié)構(gòu)202是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。例如，形成隔離結(jié)構(gòu)202的操作可以包括：通過光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)在襯底200中形成溝槽208，通過使用等離子增強(qiáng)汽相沉積(PECVD)技術(shù)來沉積隔離材料以填充溝槽206，以及通過使用CMP技術(shù)來去除隔離材料層的過量部分。

如圖2B所示，兩個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)210和212分別形成在襯底200上的器件區(qū)域204和206中。偽柵極結(jié)構(gòu)210包括偽柵電極210b，并且偽柵極結(jié)構(gòu)212包括偽柵電極212b。在一些實(shí)例中，偽柵極結(jié)構(gòu)210還包括柵極介電層210a，并且偽柵極結(jié)構(gòu)212還包括柵極介電層212a。在偽柵極結(jié)構(gòu)210中，柵極介電層210a設(shè)置在襯底200上，并且偽柵電極210b設(shè)置在柵極介電層210a上。在偽柵極結(jié)構(gòu)212中，柵極介電層212a設(shè)置在襯底200上，并且偽柵電極212b設(shè)置在柵極介電層212a上。在一些示例性實(shí)例中，柵極介電層210a和212b由氧化硅形成，并且偽柵電極210b和212b由多晶硅形成。

在一些示例性實(shí)例中，如圖2B所示，在執(zhí)行形成偽柵極結(jié)構(gòu)210和212的操作之后，兩個(gè)間隔件214和216分別形成在偽柵極結(jié)構(gòu)210和212的側(cè)壁上。間隔件214和216被形成為外圍地分別環(huán)繞偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。在一些示例性實(shí)例中，在形成間隔件214和216的操作中，間隔件材料層首先形成為覆蓋襯底200、隔離結(jié)構(gòu)202以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。然后，對(duì)間隔件材料層執(zhí)行蝕刻工藝以去除間隔件材料層的一部分，從而露出襯底200的一部分，從而在偽柵極結(jié)構(gòu)210和212的側(cè)壁上分別形成間隔件214和216。

如圖2C所示，各個(gè)摻雜區(qū)域218a、218b、220a和220b形成在襯底202中。摻雜區(qū)域218a、218b、220a和220b通過將摻雜物注入到襯底200中來形成。摻雜區(qū)域218a和218b分別形成在偽柵極結(jié)構(gòu)210的兩個(gè)相對(duì)側(cè)處，其中摻雜區(qū)域218a可以是源極區(qū)域，并且摻雜區(qū)域218b可以是漏極區(qū)域。摻雜區(qū)域220a和220b分別形成在偽柵極結(jié)構(gòu)212的兩個(gè)相對(duì)側(cè)，其中摻雜區(qū)域220a可以是源極區(qū)域，并且摻雜區(qū)域220b可以是漏極區(qū)域。摻雜區(qū)域218a和218b的導(dǎo)電類型可以不同于摻雜區(qū)域220a和220b的導(dǎo)電類型。在一些實(shí)例中，摻雜區(qū)域218a和218b的導(dǎo)電類型是p型或n型，而摻雜區(qū)域220a和220b的導(dǎo)電類型可以是另一種導(dǎo)電類型。例如，當(dāng)摻雜區(qū)域218a和218b或者摻雜區(qū)域220a和220b是n型時(shí)，磷可用作摻雜物。當(dāng)摻雜區(qū)域218a和218b或者摻雜區(qū)域220a和220b是p型時(shí)，鍺可用作摻雜物。

根據(jù)工藝要求，如圖2D所示，在完成形成摻雜區(qū)域218a、218b、220a和220b的操作之后，可以形成蝕刻停止層222以共形地覆蓋襯底200、隔離結(jié)構(gòu)202、摻雜區(qū)域218a、218b、220a和220b、間隔件214和216以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。蝕刻停止層222可以是用于制造接觸件的接觸蝕刻停止層。蝕刻停止層222可以通過諸如化學(xué)汽相沉積技術(shù)的沉積技術(shù)形成。

如圖2E所示，層間介電材料層224形成在蝕刻停止層222上以覆蓋襯底200以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。形成層間介電材料層224的材料不同于形成蝕刻停止層222的材料。在一些示例性實(shí)例中，層間介電材料層224通過使用可流動(dòng)氧化物形成。例如，層間介電材料層224可以由二氧化硅形成。

如圖2F所示，對(duì)層間介電材料層224執(zhí)行平面化步驟以分別去除層間介電層224和蝕刻停止層222中上覆偽柵電極210b的頂部228和偽柵電極212b的頂部230的部分，從而形成層間介電層226并且露出偽柵電極210b和212b的頂部228和230。層間介電層226外圍地環(huán)繞間隔件214和216，使得層間介電層226外圍地環(huán)繞偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。在一些實(shí)例中，通過使用CMP技術(shù)來執(zhí)行平面化步驟。在一些示例性實(shí)例中，層間介電層226的頂部232在執(zhí)行平面化步驟之后具有至少一個(gè)凹部234。

如圖2G所示，界面層236形成在層間介電層226以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212上。形成界面層236的材料不同于形成層間介電層226的材料。在一些實(shí)例中，界面層236由二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。界面層236比層間介電層226更難以去除。例如，形成界面層236的操作可以使用沉積工藝、注入工藝、等離子體處理工藝或氧化工藝來執(zhí)行。在使用沉積工藝形成界面層236的實(shí)例中，選擇性原子層沉積(ALD)工藝可用于形成界面層236。在使用注入工藝形成界面層236的實(shí)例中，注入工藝可以以高劑量濃度和淺深度來執(zhí)行。在界面層236使用等離子體處理工藝形成的實(shí)例中，等離子體處理工藝可以將氮?dú)?N₂)用作工作氣體來執(zhí)行。在使用氧化工藝形成界面層236的實(shí)例中，可以將過氧化氫(H₂O₂)、酒石酸(C₄H₆O₆)或檸檬酸(C₆H₈O₇)用作氧化劑來執(zhí)行氧化工藝。

如圖2H所示，在界面層236中形成開口238和240，以露出偽柵電極210b的頂部228和偽柵電極212b的頂部230。在一些實(shí)例中，通過使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)(諸如干蝕刻技術(shù))來執(zhí)行形成開口238和240的操作。

如圖2J所示，在完成形成開口238和240的操作之后，用兩個(gè)柵電極246和248替代偽柵電極210b和212b以完成柵極結(jié)構(gòu)250和252的制造。柵極結(jié)構(gòu)250包括柵極介電層210a和位于柵極介電層210a上的柵電極246，并且柵極結(jié)構(gòu)252包括柵極介電層212a和位于柵極介電層212a上的柵電極248。在一些實(shí)例中，用柵電極246和248替代偽柵電極210b和212b的操作包括：例如使用蝕刻技術(shù)，分別通過開口238和240去除偽柵電極210b和212b。去除偽柵電極210b和212b的操作可以使用干蝕刻技術(shù)和/或濕蝕刻技術(shù)來執(zhí)行。如圖2I所示，在去除偽柵電極210b和212b之后，在層間介電層226中形成腔242和244，其中腔242和244分別露出柵極介電層210a和212a。

在去除偽柵電極210b和212b之后，柵極材料層(未示出)形成為填充腔242和244并覆蓋界面層236。柵極材料層可以具有相對(duì)于界面層236的CMP選擇性。柵極材料層可以由金屬形成，諸如鎢(W)。接下來，對(duì)柵極材料層執(zhí)行CMP工藝以去除柵極材料層中上覆界面層236的部分，從而在腔242和244中形成柵電極246和248并露出界面層236。

界面層236比層間介電層226更難去除，并且界面層236具有相對(duì)于柵電極246和248的CMP選擇性，使得在去除偽柵電極210b和212b的操作和CMP工藝期間層間介電層226被界面層236所保護(hù)，從而防止在注入操作、CMP工藝和/或蝕刻操作中生成的污染物污染柵電極246和248。此外，界面層236具有相對(duì)于柵電極246和248的CMP選擇性，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極結(jié)構(gòu)250和252的高度的更好控制。

在一些實(shí)例中，在完成替代偽柵電極210b和212b的操作之后，去除界面層236以露出層間介電層226的頂部232。例如，界面層236可以通過使用蝕刻技術(shù)來去除。然后，如圖2K所示，材料層258形成在層間介電層226的頂部232上并且填充凹部234以完成半導(dǎo)體器件260的制造。形成材料層258的操作可以包括沉積材料層258和平面化材料層258。因此，材料層258的頂面262是平坦表面。在一些示例性實(shí)例中，材料層258的頂面262與柵電極246的頂部254和柵電極248的頂部256位于相同的平面。

再次參照?qǐng)D2I至圖2K，在替換偽柵電極210b的操作期間，通過界面層236保護(hù)層間介電層226，使得層間介電層226的頂部232上的凹部234的深度不增加。因此，材料層258的最厚部分的厚度266與柵電極246和248之間的間距264的比率可以在大約1/30至大約1/80的范圍內(nèi)。例如，材料層258的最厚部分的厚度266與層間介電層226的最厚部分的厚度268的比率可以大于0且小于約1/30。

參照?qǐng)D3以及圖2A至圖2K，圖3是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。該方法開始于操作300，提供襯底200。在提供襯底200的操作中，如圖2A所示，至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)202形成在襯底200中以在襯底200中限定至少兩個(gè)器件區(qū)域204和206。器件區(qū)域204和206通過隔離結(jié)構(gòu)202分離。隔離結(jié)構(gòu)202可以是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。例如，形成隔離結(jié)構(gòu)202的操作可以包括：通過使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)在襯底200中形成溝槽208，通過使用PECVD技術(shù)來沉積隔離材料層以填充溝槽206，以及通過使用CMP技術(shù)來去除隔離材料層的過量部分以形成隔離結(jié)構(gòu)202。

在操作302中，如圖2B所示，兩個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)210和212分別形成在襯底200上的器件區(qū)域204和206中。偽柵極結(jié)構(gòu)210包括偽柵電極210b，并且偽柵極結(jié)構(gòu)212包括偽柵電極212b。在一些實(shí)例中，偽柵極結(jié)構(gòu)210還包括設(shè)置在襯底200上且位于偽柵電極210b下方的柵極介電層210a，并且偽柵極結(jié)構(gòu)212還包括設(shè)置在襯底200上且位于偽柵電極212b下方的柵極介電層212a。柵極介電層210a和212a可以由氧化硅形成，并且偽柵電極210b和212b可以由多晶硅形成。

在一些示例性實(shí)例中，如圖2B所示，在形成偽柵極結(jié)構(gòu)210和212之后，兩個(gè)間隔件214和216分別形成在偽柵極結(jié)構(gòu)210和212的側(cè)壁上。間隔件214和216被形成為分別外圍地環(huán)繞偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。在一些示例性實(shí)例中，在形成間隔件214和216的操作中，間隔件材料層首先形成為覆蓋襯底200、隔離結(jié)構(gòu)202以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。然后，對(duì)間隔件材料層執(zhí)行蝕刻工藝以去除間隔件材料層的一部分，從而露出襯底200的一部分，形成間隔件214和216。

在操作304中，如圖2C所示，通過將摻雜物注入到襯底200中，在襯底200中形成各個(gè)摻雜區(qū)域218a、218b、220a和220b。摻雜區(qū)域218a和218b分別形成在偽柵極結(jié)構(gòu)210的兩個(gè)相對(duì)側(cè)，其中摻雜區(qū)域218a可以是源極區(qū)域，以及摻雜區(qū)域218b可以是漏極區(qū)域。摻雜區(qū)域220a和220b分別形成在偽柵極結(jié)構(gòu)212的兩個(gè)相對(duì)側(cè)，其中摻雜區(qū)域220a可以是源極區(qū)域，以及摻雜區(qū)域220b可以是漏極區(qū)域。摻雜區(qū)域218a和218b的導(dǎo)電類型可以不同于摻雜區(qū)域220a和220b的導(dǎo)電類型。例如，當(dāng)摻雜區(qū)域218a和218b或者摻雜區(qū)域220a和220b是n型時(shí)，磷可被用作摻雜物。當(dāng)摻雜區(qū)域218a和218b或者摻雜區(qū)域220a和220b是p型時(shí)，鍺可以被用作摻雜物。

在一些實(shí)例中，如圖2D所示，根據(jù)工藝要求，蝕刻停止層222可以被形成為共形地覆蓋襯底200、隔離結(jié)構(gòu)202、摻雜區(qū)域218a、218b、220a和220b、間隔件214和216以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。蝕刻停止層222可以是用于制造接觸件的接觸蝕刻停止層。蝕刻停止層222可以通過諸如化學(xué)汽相沉積技術(shù)的沉積技術(shù)形成。

在操作306中，如圖2E所示，層間介電材料層224形成在蝕刻停止層222上以覆蓋襯底200以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。形成層間介電材料層224的材料不同于形成蝕刻停止層222的材料。如圖2F所示，對(duì)層間介電材料層224執(zhí)行平面化步驟以分別去除層間介電層224和蝕刻停止層222中上覆偽柵電極210b的頂部228和偽柵電極212b的頂部230的部分，從而形成層間介電層226并露出偽柵電極210b和212b的頂部228和230。層間介電層226外圍地環(huán)繞偽柵極結(jié)構(gòu)210和212。在一些實(shí)例中，通過使用CMP技術(shù)執(zhí)行平面化步驟。在一些示例性實(shí)例中，層間介電層226的頂部232具有至少一個(gè)凹部234。

在操作308中，如圖2G所示，界面層236形成在層間介電層226以及偽柵極結(jié)構(gòu)210和212上。形成界面層236的材料不同于形成層間介電層226的材料。界面層236比層間介電層226更難以去除。例如，形成界面層236的操作可以使用沉積工藝、注入工藝、等離子體處理工藝或氧化工藝來執(zhí)行。在使用沉積工藝形成界面層236的實(shí)例中，選擇性ALD工藝可用于形成界面層236。在使用注入工藝形成界面層236的實(shí)例中，注入工藝可以以高劑量濃度和淺深度來執(zhí)行。在界面層236使用等離子體處理工藝形成的實(shí)例中，等離子體處理工藝可以將N₂用作工作氣體來執(zhí)行。在界面層236使用氧化工藝形成的實(shí)例中，可以將過氧化氫(H₂O₂)、酒石酸(C₄H₆O₆)或檸檬酸(C₆H₈O₇)用作氧化劑來執(zhí)行氧化工藝。

在操作310中，如圖2H所示，通過使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)(諸如干蝕刻技術(shù))，在界面層236中形成開口238和240，以露出偽柵電極210b的頂部228和偽柵電極212b的頂部230。

在操作312中，如圖2J所示，用兩個(gè)柵電極246和248替代偽柵電極210b和212b以完成柵極結(jié)構(gòu)250和252的制造。柵極結(jié)構(gòu)250包括柵極介電層210a和位于柵極介電層210a上的柵電極246，并且柵極結(jié)構(gòu)252包括柵極介電層212a和位于柵極介電層212a上的柵電極248。在一些實(shí)例中，在替代偽柵電極210b和212b的操作中，例如使用干蝕刻技術(shù)和/或濕蝕刻技術(shù)，分別通過開口238和240去除偽柵電極210b和212b。如圖2I所示，在去除偽柵電極210b和212b之后，在層間介電層226中形成腔242和244，以分別露出柵極介電層210a和212a。

在去除偽柵電極210b和212b之后，柵極材料層(未示出)形成為填充腔242和244并覆蓋界面層236。柵極材料層可以具有相對(duì)于界面層236的CMP選擇性。柵極材料層可以由金屬形成，諸如鎢(W)。接下來，對(duì)柵極材料層執(zhí)行CMP工藝以去除柵極材料層中上覆界面層236的部分，從而在腔242和244中形成柵電極246和248并露出界面層236。

在一些實(shí)例中，在形成柵電極246和248的操作之后，例如使用蝕刻技術(shù)去除界面層236以露出層間介電層226的頂部232。然后，如圖2K所示，材料層258形成在層間介電層226的頂部232上并填充凹部234以完成半導(dǎo)體器件260的制造。在形成材料層258的操作中，材料層258可以被沉積并平面化。因此，材料層258的頂面262是平坦表面。在一些示例性實(shí)例中，材料層258的頂面262與柵電極246的頂部254和柵電極248的頂部256位于相同的平面。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本公開提供了一種半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括襯底、兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)、層間介電層和材料層。襯底具有通過設(shè)置在襯底中的至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)分離的至少兩個(gè)器件區(qū)域，并且每個(gè)器件區(qū)域均包括設(shè)置在襯底中的兩個(gè)摻雜區(qū)域。柵極結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在器件區(qū)域上。在每個(gè)器件區(qū)域中，摻雜區(qū)域分別設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對(duì)側(cè)。層間介電層設(shè)置在襯底上方并外圍地環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)。層間介電層的頂部具有至少一個(gè)凹部。材料層填充至少一個(gè)凹部。材料層具有與柵極結(jié)構(gòu)的頂面位于相同平面的頂面，并且材料層的最厚部分的厚度與柵極結(jié)構(gòu)的間距的比率在大約1/30至大約1/80的范圍內(nèi)。

根據(jù)另一實(shí)施例，本公開提供了用于制造半導(dǎo)體器件的方法。在該方法中，提供襯底，其中沉積被設(shè)置為具有至少兩個(gè)器件區(qū)域，它們通過設(shè)置在襯底中的至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)分離。兩個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)分別形成在器件區(qū)域上，其中每個(gè)偽柵電極結(jié)構(gòu)均包括偽柵電極。各個(gè)摻雜區(qū)域形成在襯底中。每個(gè)器件區(qū)域均包括設(shè)置在每個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的兩個(gè)摻雜區(qū)域。層間介電層形成在襯底上以外圍地環(huán)繞偽柵極結(jié)構(gòu)。界面層形成在層間介電層和偽柵電極結(jié)構(gòu)上。形成界面層的材料不同于形成層間介電層的材料。在界面層中形成開口以分別露出偽柵電極的頂部。用兩個(gè)柵電極替代偽柵電極。

根據(jù)又一實(shí)施例，本公開提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。在該方法中，提供襯底。襯底被設(shè)置為具有至少兩個(gè)器件區(qū)域，它們通過設(shè)置在襯底中的至少一個(gè)隔離結(jié)構(gòu)分離。兩個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)分別形成在器件區(qū)域上，其中每個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)均包括偽柵電極。兩個(gè)間隔件形成在襯底上以分別外圍地環(huán)繞偽柵極結(jié)構(gòu)。各個(gè)摻雜區(qū)域形成在襯底中。每個(gè)器件區(qū)域均包括設(shè)置在每個(gè)偽柵極結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的兩個(gè)摻雜區(qū)域。蝕刻停止層形成為覆蓋襯底、摻雜區(qū)域、間隔件和偽柵極結(jié)構(gòu)。層間介電材料層形成為覆蓋蝕刻停止層。對(duì)層間介電材料層執(zhí)行平面化步驟以去除層間介電材料層的一部分以及蝕刻停止層的一部分，從而形成層間介電層并露出偽柵電極的頂部。界面層形成在層間介電層和偽柵電極的頂部上。形成界面層的材料不同于形成層間介電層的材料。開口形成在界面層中以露出偽柵電極的頂部。去除偽柵電極以在層間介電層中形成兩個(gè)腔。柵極材料層被形成為填充腔并覆蓋界面層。對(duì)柵極材料層執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝以去除柵極材料層的一部分，從而在腔中形成兩個(gè)柵電極并露出界面層。去除界面層。

上面論述了多個(gè)實(shí)施例的特征使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地以本公開為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)或修改用于執(zhí)行與本文所述實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，這些等效結(jié)構(gòu)不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種變化、替換和改變。