[发明专利]栅极结构、包含栅极结构的器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种栅极结构、包含栅极结构的器件及其制造方法。

背景技术

图1为说明现有技术中栅极结构的结构示意图，如图1所示，现行的栅极结构通常通过在半导体衬底10上首先形成栅氧化层14，进而在所述栅氧化层上形成栅极13、环绕栅极的侧墙12以及覆盖栅极和侧墙的阻挡层11后形成。对于包含多个栅极结构的半导体器件，相邻栅极结构间存在线缝18。当前的集成电路制造过程中，通过在形成栅极结构后，交互沉积互连的层间介质层和金属层形成半导体器件。

然而，实际生产发现，在形成栅极结构后沉积第一层间介质层，即金属前绝缘层(Pre-Metal Dielectric，PMD)时，PMD层在填充栅极结构间线缝时易产生孔洞。此孔洞在经历后续平整化过程后，易造成导电材料对线缝的填充，进而易导致此导电材料向器件内部的扩散，此导电材料向器件导电沟道区的扩散会使导电沟道内电子处于禁带中的状态，致使导电沟道内少数载流子发生越迁，最终导致器件漏电流过大；此导电材料向浅沟槽隔离区的扩散易引发浅沟槽隔离区隔离失效，继而增加浅沟槽隔离区漏电流；更严重的是，导电材料对线缝的填充，极易造成不同栅极结构间线缝的导通，继而引发集成电路器件失效。

分析认为，此孔洞是由于器件特征尺寸的减小导致栅极结构间线缝的深宽比增加，继而导致现行沉积工艺的线缝填充能力受到限制造成的。由此，如何降低栅极结构间线缝的深宽比以使PMD层无孔洞地填充栅极结构间线缝成为本领域技术人员面临的主要问题。

显然，降低通孔的深宽比以对通孔进行无孔洞填充的方法对如何使PMD层无孔洞地填充栅极结构间线缝能够给予一定的技术启示。当前，业界普遍认同改变通孔结构，即扩大通孔开口的方法为解决通孔填充孔洞问题的指导方向。

专利号为“Z198105790.x”的中国专利中提供了一种通过扩大通孔开口以解决通孔填充孔洞问题的通孔刻蚀方法。将此方法应用于沉积PMD层的过程中，即利用具有同步沉积-溅蚀能力的HDP沉积PMD层或利用沉积-刻蚀-沉积工艺沉积PMD层时，随着器件尺寸的逐渐减小，为保证PMD层无孔洞地填充栅极结构间线缝，对沉积、溅蚀/刻蚀工艺参数的控制变得更为严格，且愈发难以实现。由此，如何扩大栅极结构间线缝成为解决PMD层线缝填充问题的关键。

发明内容

本发明提供了一种栅极结构，可借以扩大所述栅极结构间线缝；本发明提供了一种栅极结构的制造方法，可在所述栅极结构间线缝内无孔洞地沉积PMD层；本发明提供了一种包含栅极结构的器件，所述器件内栅极结构间具有扩大化的线缝；本发明提供了一种包含栅极结构的器件的制造方法，可在所述栅极结构间线缝无孔洞地沉积PMD层。

本发明提供的一种栅极结构制造方法，包括：

在半导体衬底上形成氧化层；

沉积栅层，所述栅层覆盖所述氧化层；

刻蚀所述栅层，以形成栅极；

去除未被所述栅极覆盖的所述氧化层；

沉积阻挡层，所述阻挡层覆盖所述栅极及所述半导体衬底。

本发明提供的一种栅极结构，所述栅极结构包含氧化层、覆盖所述氧化层的栅极以及覆盖所述栅极的阻挡层。

本发明提供的一种包含栅极结构的器件的制造方法，包括：

在半导体衬底上形成第一介质层；

沉积栅层，所述栅层覆盖所述第一介质层；

刻蚀所述栅层，以形成栅极；

以所述栅极为掩膜，进行轻掺杂漏区离子注入；

沉积第二介质层，所述第二介质层覆盖所述栅极及半导体衬底；

刻蚀所述第二介质层，以形成环绕所述栅极的侧墙；

以所述栅极及环绕所述栅极的侧墙为掩膜，进行重掺杂源漏区离子注入；

去除所述侧墙；

去除未被所述栅极覆盖的所述第一介质层；

沉积阻挡层，所述阻挡层覆盖所述栅极及所述半导体衬底。

所述第一介质层为氧化层；所述第二介质层包含二氧化硅或二氧化硅与氮化硅/氮氧化硅及二氧化硅、氮化硅/氮氧化硅与二氧化硅构成的层叠结构中的一种；所述去除所述侧墙及未被所述栅极覆盖的所述第一介质层的方法为湿法刻蚀；去除所述第一介质层及所述侧墙中的二氧化硅层选用的刻蚀溶液为氢氟酸；去除所述侧墙中的氮化硅/氮氧化硅层选用的刻蚀溶液为热磷酸。

本发明提供的一种包含栅极结构的器件，所述器件包含栅极结构，所述栅极结构包含氧化层、覆盖所述氧化层的栅极以及覆盖所述栅极的阻挡层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：