[发明专利]多晶硅栅极、侧墙、半导体器件及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种多晶硅栅极、侧墙、 半导体器件及其形成方法。

背景技术

由于栅极通常具有半导体制造工艺中的最小物理尺度，以及，所述 栅极的宽度通常是晶片上最关键的临界尺寸，致使在半导体器件制造过 程中栅极的制作是流程中最关键的步骤。

现有工艺中，形成多晶硅栅极的步骤通常包括：如图1所示，在基底 10上形成栅介质层20；如图2所示，在所述栅介质层20上形成多晶硅层30； 如图3所示，形成图形化的多晶硅层32；如图4所示，形成至少暴露所述 图形化的多晶硅层32的阻障层40；如图5所示，至少在暴露的图形化的多 晶硅层32上形成硅化物50，形成多晶硅栅极。

实践中，所述硅化物50通常选为钴化硅。但是，在工艺节点降至65 纳米及以下时，图形化的多晶硅层的临界尺寸(CD)越来越小，使得形 成所述钴化硅的工艺窗口越来越小，即，难以在暴露的图形化的多晶硅 层上形成满足产品要求的钴化硅。为在暴露的图形化的多晶硅层上形成 适应此工艺窗口的硅化物，当前，业界通常选取硅化镍替代所述钴化硅。 但是，实际生产发现，在所述多晶硅栅极中包含硅化镍时，易导致包含 所述多晶硅栅极的器件的热稳定性的恶化。由此，如何扩大所述钴化硅 的工艺窗口成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

2006年3月15日公开的公告号为“CN 1245765C”的中国专利中提供了 一种T型栅极及其制造方法。应用所述T型栅极可增加图形化的多晶硅层 的表面积，进而可增大形成所述钴化硅的工艺窗口。

但是，在半导体器件制造过程中，形成栅极后还需继续形成侧墙、源 /漏区以及金属互连，将上述T型栅极整合至传统工艺中时，其顶部沉重 的几何形状使其机械性能的稳定性变差，且由于其几何形状的限制，难 以实现所述栅极和侧墙间的良好匹配，致使器件的热稳定性也将受到影 响。

发明内容

本发明提供了一种多晶硅栅极形成方法，既可扩大形成钴化硅时的 工艺窗口，又可增强形成的多晶硅栅极的机械性能的稳定性，且可使所 述多晶硅栅极与侧墙间匹配良好；本发明提供了一种多晶硅栅极，所述 多晶硅栅极具有扩大的钴化硅形成工艺窗口及增强的机械性能的稳定 性，且可与侧墙间匹配良好。

本发明提供的一种多晶硅栅极形成方法，包括：

在基底上形成牺牲层；

在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽与基底之间夹有第一介质层；

形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质层；

刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形成具有弧面壁的侧墙；

形成填充所述沟槽并覆盖所述牺牲层的多晶硅层；

执行平坦化操作，去除覆盖所述牺牲层的多晶硅层，暴露所述牺牲 层；

去除所述牺牲层；

形成至少暴露填充所述沟槽的多晶硅层的阻障层；

在暴露的所述多晶硅层上形成硅化物，形成多晶硅栅极。

本发明提供的一种侧墙形成方法，包括：

在基底上形成牺牲层；

在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽与基底之间夹有第一介质层；

形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质层；

刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形成弧面壁；

去除所述牺牲层，形成侧墙。

可选地，在所述牺牲层内形成沟槽的步骤包括：

在基底上形成牺牲层之前，预先在基底上形成第一介质层；

在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽暴露所述第一介质层。

可选地，在所述牺牲层内形成沟槽的步骤为：

在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽的深度小于所述牺牲层的厚 度，所述牺牲层与所述第一介质层材料相同。

可选地，在所述牺牲层内形成沟槽的步骤包括：

在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽暴露所述基底；

形成覆盖所述牺牲层、所述沟槽侧壁及底壁的第一介质层。

可选地，所述第一介质层为氧化硅层或氮氧化硅层；可选地，所述 第二介质层为氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层中的一种或其组合；可 选地，所述牺牲层为氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层中的一种，且其 材料异于与其相接的所述第一介质层或第二介质层。