【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制备方法。
技术介绍
1、当前，制备金属栅极的步骤包括：首先，需要提供形成有间隔设置的多个伪栅结构2的衬底1，相邻所述伪栅结构2之间具有沟槽，每个所述伪栅结构2上均依次形成有氮化硅层3和氧化硅层4，所述沟槽中填充有层间介质层5，所述层间介质层5还覆盖所述氧化硅层4，具体如图1所示。
2、接着，平坦化所述层间介质层5直至暴露出部分高度的所述氮化硅层3。本步骤无需光罩可以节约工艺步骤降低成本，但是由于平坦化工艺需要研磨多个不同材质的膜层，这就使得所述层间介质层5出现了蝶形形状（即所述层间介质层5下凹的现象，此时所述层间介质层5的下凹高度为h1），同时，还存在所述氮化硅层3的均匀性问题，导致保留的氮化硅层3的厚度不均匀。当部分所述伪栅结构2下方的衬底1中设置有浅沟槽隔离结构时，所述浅沟槽隔离结构上方的氮化硅层3尤其厚，进一步加剧了所述氮化硅层3的不均匀性，具体如图2所示。
3、接着，干法刻蚀以去除所述氮化硅层3，并暴露出所述伪栅结构2。该步骤所使用的刻蚀气体对所述层间介质层5同样存在刻蚀作用，从而增加了所述层间介质层5的蝶形形状的下凹高度，即所述层间介质层5的下凹高度由h1增加至h2，从而进一步降低了所述层间介质层5的高度。另外，由于所述氮化硅层3的不均匀性出现了氮化硅层残留问题，这样导致后续去除伪栅极结构工艺无法正常进行。为了解决这一问题，通过延长刻蚀时间来增加刻蚀气体与层间介质层的接触时间，但是其进一步增加所述层间介质层5的蝶形形状的下凹高度，从而进一
4、接着，湿法刻蚀以去除所述伪栅结构2，并暴露出所述伪栅结构2所填充的凹槽，具体如图4所示。接着，在所述凹槽的侧壁和底壁以及所述层间介质层上形成功函数调节层（图中未示出），并在所述功函数调节层上形成金属栅极材料6，具体如图5所示。接着，平坦化所述金属栅极材料6，具体如图6和图7所示。从图6中可以看出，在暴露出所述凹槽时，由于层间介质层5的蝶形形状，在所述层间介质层5上存在金属残留，且金属残留的高度为h2，因此，需要进一步研磨，以对所述层间介质层5上的金属栅极材料6进行研磨直至所述层间介质层5上没有金属残留，此时，所述凹槽开口的金属栅极材料6也被研磨，即凹槽高度降低了h2，这样导致所述金属栅极材料被过度研磨，使得金属栅极高度过低，金属栅极材料在所述凹槽中填充少，最终无法起到连通电路的作用或电阻过高，从而造成电性测试失效、报废等情形。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种半导体器件及其形成方法，解决金属栅极过低造成的电性测试失效的问题。
2、为了解决以上问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括以下步骤：
3、提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有高k栅介质层、功函数调节层、保护层、伪栅极层、氮化硅层、氧化硅层和图形化的图形转移结构层；
4、以图形化的图形转移结构层为掩膜，依次刻蚀所述氧化硅层、氮化硅层、伪栅极层、保护层、功函数调节层和高k栅介质层，以暴露出所述半导体衬底，并形成第一凹槽和伪栅极，再去除所述图形转移结构层；
5、在所述第一凹槽中填充层间介质层，所述层间介质层覆盖所述氧化硅层；
6、平坦化处理所述层间介质层直至暴露出所述伪栅极；
7、采用多晶硅对氮化硅层及氧化硅层高刻蚀选择比刻蚀气体，通过干法刻蚀工艺去除所述伪栅极，并形成第二凹槽，所述第二凹槽的槽底暴露出所述保护层；
8、通过湿法刻蚀工艺去除所述保护层。
9、可选的，形成图形化的图形转移结构层的具体步骤为：
10、提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成栅氧化层、高k栅介质层、功函数调节层、保护层、伪栅极层、氮化硅层、氧化硅层、soc层、sog层和图形化的光刻胶层；
11、以图形化的所述光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述sog层和soc层，并暴露出所述氧化硅层；
12、去除剩余所述光刻胶层。
13、进一步的，形成第一凹槽和伪栅极的具体步骤为：
14、以所述soc层和sog层为掩膜，依次刻蚀所述氧化硅层、氮化硅层、伪栅极层、保护层、功函数调节层和高k栅介质层，以暴露出所述栅氧化层，并形成第一凹槽和伪栅极；
15、去除所述soc层和sog层；
16、在所述高k栅介质层、功函数调节层、保护层、伪栅极层、氮化硅层侧壁上形成侧墙。
17、进一步的，填充层间介质层的具体步骤为：
18、在所述第一凹槽的底壁，以及所述侧墙外侧形成cesl层，所述cesl层还覆盖所述氮化硅层；
19、在所述cesl层上形成层间介质层，所述层间介质层填充所述第一凹槽。
20、进一步的，所述cesl层的材料包括氮化硅，所述层间介质层为氧化硅层。
21、进一步的，所述伪栅极层的材料为多晶硅，所述保护层的材料为氧化硅，所述功函数调节层的材料为碳化钛。
22、进一步的，平坦化处理所述层间介质层的具体步骤为：
23、采用化学机械研磨工艺平坦化处理所述层间介质层，去除所述伪栅极上方的cesl层、氧化硅层和氮化硅层，并暴露出所述伪栅极，且相邻所述伪栅极之间的层间介质层呈蝶形形状，此时所述层间介质层的下凹高度为h1。
24、进一步的，去除所述保护层之后还包括：
25、在所述第二凹槽中填充金属栅极材料，所述金属栅极材料还覆盖所述层间介质层和cesl层；
26、对所述金属栅极材料进行平坦化直至暴露出所述层间介质层。
27、进一步的，所述高刻蚀选择比刻蚀气体为溴化氢和氯气的混合气体。
28、另一方面，本专利技术还提供一种半导体器件，采用所述半导体器件的形成方法制备而成，包括半导体衬底，所述半导体衬底中形成有多个间隔设置的金属栅极，相邻所述金属栅极之间的半导体衬底上依次形成有高k栅介质层、功函数调节层、保护层、层间介质层，所述层间介质层的上表面与所述金属栅极的上表面齐平。
29、与现有技术相比，本专利技术具有预想不到的技术效果是：
30、本专利技术提供一种半导体器件及其形成方法，所述半导体器件的形成方法包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有高k栅介质层、功函数调节层、保护层、伪栅极层、氮化硅层、氧化硅层和图形化的图形转移结构层；以图形化的图形转移结构层为掩膜，依次刻蚀所述氧化硅层、氮化硅层、伪栅极层、保护层、功函数调节层和高k栅介质层，以暴露出所述半导体衬底，并形成第一凹槽和伪栅极，再去除所述图形转移结构层；在所述第一凹槽中填充层间介质层，所述层间介质层覆盖所述氧化硅层；平坦化处理所述层间介质层直至暴露出所述伪栅极；采用多晶硅对氮化硅层及氧化硅层高刻蚀选择比刻蚀气体，通过干法刻蚀工艺去除所述伪栅极，并形成第二凹槽，所述第二凹槽的槽底暴露出所述保护层；通过湿法刻蚀工艺去除所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成图形化的图形转移结构层的具体步骤为：
3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成第一凹槽和伪栅极的具体步骤为：
4.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，填充层间介质层的具体步骤为：
5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述CESL层的材料包括氮化硅，所述层间介质层为氧化硅层。
6.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述伪栅极层的材料为多晶硅，所述保护层的材料为氧化硅，所述功函数调节层的材料为碳化钛。
7.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，平坦化处理所述层间介质层的具体步骤为：
8.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，去除所述保护层之后还包括：
9.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述高刻蚀选择比刻蚀气体为溴化氢和氯气的混合气体。
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...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成图形化的图形转移结构层的具体步骤为：
3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成第一凹槽和伪栅极的具体步骤为：
4.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，填充层间介质层的具体步骤为：
5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述cesl层的材料包括氮化硅，所述层间介质层为氧化硅层。
6.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述伪栅极层的材料为多晶硅，所述保护层的材料为氧化硅，所述功函数调节层的材料为碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，董宗谕，曹飞，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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