[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

一种半导体器件的形成方法，包括：提供有稀疏区和密集区的基底；在基底上形成伪栅极结构，伪栅极结构包括在基底上的伪栅电极，伪栅电极的顶部表面有保护层，保护层有第一硬度；在基底上形成覆盖伪栅极结构侧壁和保护层侧壁的层间介质层，层间介质层的硬度小于第一硬度；层间介质层的形成方法包括：在基底上形成覆盖伪栅极结构侧壁和保护层侧壁的第一层间介质层；形成第一层间介质层后，对保护层进行离子注入，使保护层有小于第一硬度的第二硬度；研磨层间介质层和保护层至暴露出伪栅电极的顶部表面；去除伪栅电极，在稀疏区形成第一开口，在密集区形成第二开口；在第一开口和第二开口中形成金属栅电极。所述方法提高了金属栅电极的高度均一性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管的工作原理是：通过在栅极结构施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。而鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁表面的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

无论半导体器件为平面式的MOS晶体管，还是鳍式场效应晶体管，栅极结构的高度均一性均较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件的形成方法，以提高稀疏区和密集区的金属栅电极的高度均一性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括稀疏区和密集区；在基底上形成伪栅极结构，所述伪栅极结构包括位于基底上的伪栅电极，所述伪栅电极的顶部表面具有保护层，所述保护层具有第一硬度；在基底上形成覆盖伪栅极结构侧壁和保护层侧壁的层间介质层，所述层间介质层暴露出保护层的顶部表面，所述层间介质层的硬度小于第一硬度；层间介质层的形成方法包括：在基底上形成覆盖伪栅极结构侧壁和保护层侧壁的第一层间介质层；形成第一层间介质层后，对所述保护层进行离子注入，使保护层具有第二硬度，第二硬度小于第一硬度；研磨层间介质层和保护层直至暴露出伪栅电极的顶部表面；研磨层间介质层和保护层后，去除伪栅电极，在稀疏区形成第一开口，在密集区形成第二开口；在第一开口和第二开口中形成金属栅电极。

可选的，所述离子注入采用离子为Ar离子、Si离子或N离子。

可选的，当所述离子为Ar离子时，所述离子注入的注入能量为8KeV～100KeV，注入剂量为1.0E13atom/cm²～1.0E17atom/cm²，注入角度为0度～45度。

可选的，当所述离子为Si离子时，所述离子注入的注入能量为3KeV～80KeV，注入剂量为1.0E13atom/cm²～1.0E17atom/cm²，注入角度为0度～45度。

可选的，当所述离子为N离子时，所述离子注入的注入能量为1KeV～30KeV，注入剂量为1.0E13atom/cm²～1.0E17atom/cm²，注入角度为0度～45度。

可选的，所述层间介质层为第一层间介质层；仅对所述保护层进行离子注入；研磨层间介质层和保护层的方法为：研磨第一层间介质层和保护层直至暴露出伪栅电极的顶部表面。

可选的，还包括：形成掩膜层，所述掩膜层覆盖第一层间介质层的表面且暴露出保护层的顶部表面；所述离子注入以所述掩膜层为掩膜进行；进行离子注入后，去除所述掩膜层。