[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底，其具有有源区；

在所述有源区上的栅极结构；以及

栅极结构两侧的间隔物；

所述栅极结构包括：

栅极电介质层，其位于所述有源区上；

金属栅极，其位于所述栅极电介质层上，以及

竖直的侧墙，其位于所述栅极电介质层上并且在所述金属栅极和间隔物之间，

其中所述侧墙由自组装材料形成。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述栅极电介质层由高k电介质形成。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述高k电介质是铪的氧化物。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述自组装材料包括CH₃(CH₂)_xCH₂SiCl₃，其中，x为从6-10的整数。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其中x为8。

6.如权利要求1所述的半导体器件，进一步包括：

导电的缓冲层，所述导电的缓冲层插入在所述栅极电介质层和所述金属栅极之间，并且在所述竖直的侧墙之间。

7.如权利要求6所述的半导体器件，其中所述缓冲层由钛的氮化物、钽、钽的氮化物、氮化钽氮化铝合金、或氮化钛氮化铝合金形成。

8.如权利要求1所述的半导体器件，所述间隔物由硅的氮化物形成。

9.如权利要求1所述的半导体器件，还包括：

层间电介质层，其在所述衬底上，所述栅极结构形成在所述层间电介质层中。

10.如权利要求9所述的半导体器件，其中所述层间电介质层的上表面与所述金属栅极的上表面基本齐平。

11.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

(a)提供衬底，所述衬底具有有源区，在所述衬底上形成有层间电介质层，所述层间电介质层具有开口以露出有源区的部分表面，在所述开口的侧表面上形成有间隔物，在所述间隔物之间的有源区的表面上形成有第一电介质层；

(b)形成自组装材料层以至少覆盖所述间隔物的表面和所述第一电介质层的表面；

(c)去除自组装材料层的形成在所述第一电介质层的表面上的部分，并去除所述第一电介质层，以露出所述有源区的部分表面，并使得在间隔物表面上的自组装材料被保留作为侧墙；

(d)选择性地在所述有源区的露出的表面上形成第二电介质层。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

(e)在形成所述自组装材料层之前，对所述层间电介质的表面、所述间隔物的表面以及所述第一电介质的表面进行预处理，以使得在这些表面上形成悬挂键。

13.如权利要求12所述的方法，其中利用H₂SO₄/H₂O₂或SC-2溶液进行所述预处理，以使得在这些表面上形成氢氧根。

14.如权利要求11所述的方法，其中，自组装材料层的所述部分是自组装材料的单层。

15.如权利要求11所述的方法，其中，利用稀释的氢氟酸来进行所述自组装材料层的所述部分以及所述第一电介质层的去除。

16.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二电介质层由高k电介质材料形成。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述高k电介质材料是铪的氧化物。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述铪的氧化物由前体HfCl₄和水蒸气制备而来。

19.如权利要求17所述的方法，其中所述铪的氧化物由前体Hf(Obu)₄和O₂制备而来。

20.如权利要求11所述的方法，其中所述自组装材料是CH₃(CH₂)_xCH₂SiCl₃，其中，x为从6-10的整数。