[发明专利]高选择性氮化物蚀刻工艺

权利要求书

1.一种形成半导体结构的方法，包括：

在半导体衬底上形成硅部分、氧化硅部分和氮化硅部分；以及

采用包含氟代烃的等离子体各向异性蚀刻所述氮化硅部分，其中具有第一厚度的第一包含氟代烃的聚合物形成在所述硅部分上，具有第二厚度的第二包含氟代烃的聚合物形成在所述氧化硅部分上，并且具有第三厚度的第三包含氟代烃的聚合物形成在所述氮化硅部分上，其中所述第一厚度大于所述第二厚度，并且大于所述第三厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氟代烃等离子体以大于对所述硅部分和所述氧化硅部分的对应蚀刻速率的蚀刻速率蚀刻所述氮化硅部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述氟代烃等离子体以比所述硅部分大的蚀刻速率蚀刻所述氧化硅部分。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一包含氟代烃的聚合物包括通过所述包含氟代烃的等离子体与所述氮化硅部分的相互作用而形成的含氮化合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述含氮化合物是包含C、H、F和N的挥发性化合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述包含氟代烃的等离子体包括C_xH_yF_z的离子，其中x是选自3、4、5和6的整数，y和z是正整数，并且y大于z。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述包含氟代烃的等离子体包括O₂、CO、CO₂、N₂、Ar、H₂、He或其组合的等离子体。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述包含氟代烃的等离子体包括具有在10eV到100eV的范围内的平均动能的离子。

9.一种形成半导体结构的方法，包括：

在半导体衬底中的半导体材料部分内形成包含氧化硅的浅沟槽隔离结构；

在所述半导体材料部分上形成栅极叠层；

在所述栅极叠层、所述半导体材料部分和所述浅沟槽隔离结构上形成氮化硅层；以及

各向异性蚀刻所述氮化硅层以形成横向包围所述栅极叠层的氮化硅间隔物，其中所述浅沟槽隔离结构的顶面和所述半导体材料部分的顶面在所述各向异性蚀刻期间被物理暴露并且随后被凹陷，并且在所述半导体材料部分的顶面的物理暴露之后所述半导体材料部分的所述顶面所凹陷的第一凹陷距离小于在所述半导体材料部分的所述顶面的所述物理暴露之后所述浅沟槽隔离结构的顶面所凹陷的第二凹陷距离，并且小于在所述半导体材料部分的所述顶面的所述物理暴露之后所述氮化硅间隔物的顶面所凹陷的第三凹陷距离。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述浅沟槽隔离结构的所述顶面和所述半导体材料部分的所述顶面在所述各向异性蚀刻之前与所述栅极电介质的最底面共面。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，第二凹陷距离小于所述第三凹陷距离。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，采用包含氟代烃的等离子体蚀刻所述氮化硅层，其中形成在所述半导体材料部分的所述顶面上的第一包含氟代烃的聚合物的第一厚度大于形成在所述浅沟槽隔离结构的所述顶面上的第二包含氟代烃的聚合物的第二厚度，并且大于所述氮化硅间隔物的所述顶面上的第三包含氟代烃的聚合物的第三厚度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过C_xH_yF_z的分解产生所述包含氟代烃的等离子体，其中x是选自3、4、5和6的整数，y和z是正整数，并且y大于z。

14.一种形成半导体结构的方法，包括：

在半导体衬底中的半导体材料部分之上形成栅极叠层和至少一个栅极间隔物；

在所述栅极叠层、所述栅极间隔物和所述半导体材料部分之上形成氮化硅衬里；

在所述氮化硅衬里之上形成图案化的掩蔽结构；以及

采用等离子体各向异性蚀刻所述氮化硅衬里以在其中形成至少一个开口，其中具有第一厚度的第一包含氟代烃的聚合物直接形成在所述至少一个开口的底部处的所述半导体材料部分上，并且具有第二厚度的第二包含氟代烃的聚合物直接形成在所述至少一个栅极间隔物的氧化硅表面上，其中所述第一厚度大于所述第二厚度。