[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成伪栅极结构；在所述衬底以及所述伪栅极结构上形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层表面形成保护层；在所述保护层表面形成牺牲层，所述牺牲层顶部与所述伪栅极结构顶部表面齐平；依次刻蚀所述保护层以及所述刻蚀停止层，至所述保护层顶部、所述刻蚀停止层顶部与所述伪栅极结构顶部表面齐平；去除所述牺牲层；在所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层露出所述伪栅极结构顶部；去除所述伪栅极结构，形成开口；在所述开口中填充满金属，形成金属栅极。本发明实施例提供的形成方法，使金属栅极的形成高度更易控制。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的原件之一。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，对栅极结构的高度控制均较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，能有效控制金属栅极的形成高度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成伪栅极结构；在所述衬底以及所述伪栅极结构上形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层表面形成保护层；在所述保护层表面形成牺牲层，所述牺牲层顶部与所述伪栅极结构顶部表面齐平；依次刻蚀所述保护层以及所述刻蚀停止层，至所述保护层顶部、所述刻蚀停止层顶部与所述伪栅极结构顶部表面齐平；去除所述牺牲层；在所述衬底上形成层间介质层，所述层间介质层露出所述伪栅极结构顶部；去除所述伪栅极结构，形成开口；在所述开口中填充满金属，形成金属栅极。

可选的，所述牺牲层的材料为含碳有机物。

可选的，形成所述牺牲层的方法包括旋涂法。

可选的，形成所述牺牲层的步骤包括：在所述保护层表面形成牺牲材料层，所述牺牲材料层覆盖所述保护层的顶部表面和侧壁表面；回刻蚀所述牺牲材料层，至所述牺牲材料层的顶部与所述伪栅极结构的顶部齐平，形成牺牲层。

可选的，回刻蚀所述牺牲材料层的方法为干法刻蚀，所述干法刻蚀的工艺参数包括：刻蚀气氛包括O₂，所述O₂气体的流量为10～500sccm，刻蚀压强为2～200毫托，刻蚀功率为100～2000瓦。

可选的，形成所述保护层的方法包括化学气相沉积法或原子层沉积法。

可选的，刻蚀所述保护层的方法为Certas刻蚀工艺，所述Certas刻蚀工艺包括远程刻蚀以及远程刻蚀之后的原位退火，其中，所述远程刻蚀的工艺参数包括：刻蚀气氛包括NH₃和HF₅，所述NH₃气体的流量为5～100sccm，所述HF₅气体的流量为5～100sccm，刻蚀温度为20～80℃；所述原位退火的退火温度为100～250℃。

可选的，形成所述层间介质层的步骤包括：在所述衬底上形成介质材料层，所述介质材料层顶部高于所述伪栅极结构顶部表面；对所述介质材料层进行化学机械研磨，至露出所述伪栅极结构顶部表面，形成层间介质层。

可选的，所述保护层的材料和所述层间介质层的材料相同。