[发明专利]制造具有凹陷栅极的半导体器件的方法

权利要求书

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：

在衬底上形成具有第一绝缘层、第一导电层和第二绝缘层的堆叠结构的牺牲层；

通过蚀刻所述牺牲层和所述衬底形成凹陷；

在所述凹陷的表面上形成栅极绝缘层；

在所述凹陷中和在蚀刻的牺牲层之间的区域中填充第二导电层；

在填充有所述第二导电层的所得衬底上形成栅电极金属层和栅极掩模图案；

通过利用所述栅极掩模图案蚀刻在所述栅极掩模图案下面形成的层，直到暴露所述第一导电层，从而形成初始的栅极图案；

在所述初始的栅极图案的侧壁和顶部上形成覆盖层；和

通过利用所述覆盖层作为掩模蚀刻暴露的部分直到暴露出所述第一绝缘层，从而形成最终的栅极图案。

2.权利要求1的方法，其中所述第一绝缘层或第二绝缘层包括氧化物层。

3.权利要求2的方法，其中所述氧化物层包括硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)层或原硅酸四乙酯(TEOS)层。

4.权利要求1的方法，其中所述第一导电层包含与所述第二导电层的材料相同的材料。

5.权利要求4的方法，其中所述第一和第二导电层包括多晶硅层。

6.权利要求1的方法，其中填充所述第二导电层包括：

在所述第二绝缘层上形成所述第二导电层以填充所述凹陷；和

平坦化所述第二导电层直到暴露出所述第二绝缘层的表面。

7.权利要求6的方法，在平坦化所述第二导电层中使所述第二导电层经受干回蚀刻工艺。

8.权利要求7的方法，其中以在所述第二绝缘层和所述第二导电层之间具有高的蚀刻选择性比来进行所述干回蚀刻工艺。

9.权利要求8的方法，其中所述第二绝缘层包括氧化物层，所述第二导电层包括多晶硅层，和通过使用包含溴化氢(HBr)/氧(O₂)/六氟乙烷(C₂F₆)的气体混合物进行所述干回蚀刻工艺。

10.权利要求9的方法，其中所述气体混合物具有约50sccm～约100sccm的流量。

11.权利要求9的方法，其中在施加约300W～约500W的源功率和约40W～约150W的偏压功率的条件下进行所述干回蚀刻工艺。

12.权利要求1的方法，其中所述栅电极金属层包含基于钨(W)的化合物。

13.权利要求12的方法，其中所述基于W的化合物包括钨(W)、氮化钨(WN)或硅化钨(WSi_x)。

14.权利要求1的方法，还包括在所述栅电极金属层和所述栅极掩模图案之间形成栅极硬掩模层。

15.权利要求14的方法，其中所述栅极硬掩模层包括基于氮化物的薄膜。

16.权利要求1的方法，其中所述栅极掩模层包括非晶碳层。

17.权利要求1的方法，还包括在形成所述覆盖层之前的使用臭氧(O₃)的清洗工艺。

18.权利要求1的方法，其中所述覆盖层包括氮化物层。

19.权利要求1的方法，其中形成所述凹陷包括：

形成凹陷掩模；

利用所述凹陷掩模蚀刻所述牺牲层，以暴露出用于所述凹陷的所述衬底的部分；和

蚀刻所述衬底的所述暴露部分以形成所述凹陷。