[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底的表面上依次形成有待图形化层和无定形硅层，以及在所述无定形硅层上还形成有多个分立的芯轴结构；

在所述芯轴结构和所述无定形硅层上覆盖侧壁间隔层，并采用第一次刻蚀工艺刻蚀所述侧壁间隔层，以在所述芯轴结构的侧壁上形成初始侧墙；

采用第二次刻蚀工艺回刻蚀所述芯轴结构，以去除部分厚度的所述芯轴结构，并暴露出所述初始侧墙的顶部；

采用第三次刻蚀工艺刻蚀所述初始侧墙被暴露的顶部和侧壁，以将所述芯轴结构两侧的初始侧墙修整为圆顶且奇偶对称的垂直侧墙；

以所述垂直侧墙为掩膜，刻蚀所述无定形硅层和所述待图形化层，以在所述待图形化层中形成所需图形。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述待图形化层为栅极材料层，所述栅极材料层自上而下依次包括第一氧化物层、氮化硅层、控制栅层、栅间介质层、浮栅层和浮栅氧化层，所述待图形化层用于形成NAND快闪存储器的存储单元。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述侧壁间隔层的材料包括氮化硅，所述芯轴结构包括第二氧化物层和刻蚀停止层。

4.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一次刻蚀工艺和第三次刻蚀工艺为干法刻蚀工艺，第二次刻蚀工艺为湿法刻蚀。

5.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，基于预设的终点检测策略，确定所述第一次刻蚀工艺的刻蚀剂量，以暴露出所述芯轴结构的顶面。

6.如权利要求5所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一次刻蚀工艺还同时去除至少部分所述相邻所述芯轴结构之间暴露出的所述无定形硅层的表面上的侧壁间隔层。

7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，当在所述第一次刻蚀工艺之后，在所述相邻所述芯轴结构之间暴露出的所述无定形硅层的表面上剩余部分厚度的侧壁间隔层时，所述第三次刻蚀工艺还同时去除所述无定形硅层的表面上剩余部分厚度的侧壁间隔层，以暴露出所述无定形硅层的顶表面。

8.如权利要求4所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述湿法刻蚀的溶液包括氢氟酸和氟化铵的混合溶液，所述混合溶液对氮化硅的刻蚀选择比为15:1。

9.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述无定形硅层上形成多个分立的芯轴结构的步骤，包括：

在所述半导体衬底上自下而上依次形成待图形化层、无定形硅层、第二氧化物层、刻蚀停止层、第三氧化物层、有机介电质层和含硅抗反射层；

通过自对准多重图案曝光工艺，图形化所述第三氧化物层、有机介电质层和含硅抗反射层；

以图形化后第三氧化物层、有机介电质层和含硅抗反射层为掩膜，刻蚀所述第二氧化物层和所述刻蚀停止层至所述无定形硅层，以形成多个被沟槽隔离的所述芯轴结构。

10.一种采用权利要求1至9中任一项所述制造方法制造的半导体器件，其特征在于，包括：

半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有多个被沟槽隔离的栅极堆叠结构，所述栅极堆叠结构包括沿远离所述半导体衬底的方向依次堆叠设置的浮栅氧化层、浮栅层、栅间介质层、控制栅层、氮化硅层和第一氧化物层。