多晶硅栅极、侧墙、半导体器件及其形成方法技术

一种多晶硅栅极形成方法，包括：在基底上形成牺牲层；在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽与基底之间夹有第一介质层；形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质层；刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形成具有弧面壁的侧墙；形成填充所述沟槽并覆盖所述牺牲层的多晶硅层；执行平坦化操作，去除覆盖所述牺牲层的多晶硅层，暴露所述牺牲层；去除所述牺牲层；形成至少暴露填充所述沟槽的多晶硅层的阻障层；在暴露的所述多晶硅层上形成硅化物，形成多晶硅栅极。本发明专利技术还提供了一种半导体器件形成方法、一种侧墙形成方法、一种多晶硅栅极、一种侧墙和一种半导体器件。可扩大形成钴化硅时的工艺窗口。

Polysilicon gate, side wall, semiconductor device and method of forming the same

A method of forming a polysilicon gate includes forming a sacrificial layer on the substrate; the sacrificial layer is formed in the groove between the groove and the substrate with a first dielectric layer; forming a second dielectric layer of the sacrificial layer and the trench side wall and a bottom wall covering; etching the second dielectric layer. A side wall with the arc wall on the side wall of the trench; forming a polysilicon layer fills the trench and the sacrificial layer is covered; perform planarization operation, removing the sacrificial layer covering the polysilicon layer, the sacrificial layer is exposed; the sacrificial layer is removed; forming at least exposed barrier layer of polysilicon the layer fills the trench; forming a silicide on the polysilicon layer on the exposed, forming a polysilicon gate. The invention also provides a method for forming a semiconductor device, a method for forming a side wall, a polysilicon gate, a side wall and a semiconductor device. A process window that expands the formation of cobalt silicide.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种多晶硅栅极、侧墙、 半导体器件及其形成方法。
技术介绍
由于栅极通常具有半导体制造工艺中的最小物理尺度，以及，所述 栅极的宽度通常是晶片上最关键的临界尺寸，致使在半导体器件制造过 程中栅极的制作是流程中最关键的步骤。现有工艺中，形成多晶硅栅极的步骤通常包括如图1所示，在基底 10上形成栅介质层20;如图2所示，在所述栅介质层20上形成多晶硅层30; 如图3所示，形成图形化的多晶硅层32;如图4所示，形成至少暴露所述 图形化的多晶硅层32的阻障层40;如图5所示，至少在暴露的图形化的多 晶硅层32上形成硅化物50,形成多晶硅栅极。实践中，所述硅化物50通常选为钴化硅。但是，在工艺节点降至65 纳米及以下时，图形化的多晶硅层的临界尺寸(CD)越来越小，使得形 成所述钴化硅的工艺窗口越来越小，即，难以在暴露的图形化的多晶硅 层上形成满足产品要求的钴化硅。为在暴露的图形化的多晶硅层上形成 适应此工艺窗口的硅化物，当前，业界通常选取硅化镍替代所述钴化硅。 但是，实际生产发现，在所述多晶硅栅极中包含硅化镍时，易导致包含 所述多晶硅栅极的器件的热稳定性的恶化。由此，如何扩大所述钴化硅 的工艺窗口成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。2006年3月15日公开的公告号为"CN 1245765C"的中国专利中提供了 一种T型栅极及其制造方法。应用所述T型栅极可增加图形化的多晶硅层 的表面积，进而可增大形成所述钴化硅的工艺窗口。但是，在半导体器件制造过程中，形成栅极后还需继续形成侧墙、源 /漏区以及金属互连，将上述T型栅极整合至传统工艺中时，其顶部沉重的几何形状使其机械性能的稳定性变差，且由于其几何形状的限制，难 以实现所述栅极和侧墙间的良好匹配，致使器件的热稳定性也将受到影 响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多晶硅4册极形成方法，既可扩大形成钴化硅时的 工艺窗口，又可增强形成的多晶硅栅极的机械性能的稳定性，且可使所述多晶硅栅极与侧墙间匹配良好；本专利技术提供了一种多晶硅栅极，所述 多晶硅栅极具有扩大的钴化硅形成工艺窗口及增强的机械性能的稳定 性，且可与侧墙间匹配良好。本专利技术提供的一种多晶硅栅极形成方法，包括 在基底上形成牺牲层；在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽与基底之间夹有第一介质层； 形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质层； 刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形成具有弧面壁的侧墙； 形成填充所述沟槽并覆盖所述牺牲层的多晶硅层； 执行平坦化操作，去除覆盖所述牺牲层的多晶硅层，暴露所述牺牲层；去除所述牺牲层；形成至少暴露填充所述沟槽的多晶硅层的阻障层； 在暴露的所述多晶硅层上形成硅化物，形成多晶硅栅极。 本专利技术提供的一种侧墙形成方法，包括 在基底上形成牺牲层；在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽与基底之间夹有第一介质层； 形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质层； 刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形成弧面壁；去除所述牺牲层，形成侧墙。可选地，在所述牺牲层内形成沟槽的步骤包括在基底上形成牺牲层之前，预先在基底上形成第一介质层；在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽暴露所述第 一介质层。可选地，在所述牺牲层内形成沟槽的步骤为在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽的深度小于所述牺牲层的厚 度，所述牺牲层与所述第 一介质层材料相同。可选地，在所述牺牲层内形成沟槽的步骤包括 在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽暴露所述基底； 形成覆盖所述牺牲层、所述沟槽侧壁及底壁的第 一介质层。 可选地，所述第一介质层为氧化硅层或氮氧化硅层；可选地，所述 第二介质层为氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层中的一种或其组合；可 选地，所述牺牲层为氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层中的一种，且其 材料异于与其相接的所述第 一介质层或第二介质层。本专利技术提供的一种半导体器件形成方法，其中，形成其内包含的多 晶硅栅极时采用上述方法；或者，形成其内包含的侧墙时采用上述方法。本专利技术提供的一种侧墙，所述侧墙形成于覆盖基底的第一介质层 上，包括底壁以及由所述底壁延伸后接合的第一侧壁和第二侧壁，其中， 用以在环绕栅极时接触所述栅极的侧壁向栅极指向形成弧面。可选地，所述第一介质层为氧化硅层或氮氧化硅层。本专利技术提供的一种多晶硅栅极，所述栅极包括，底壁、由所述底壁 延伸而得的侧壁和与所述底壁相对的顶壁，所述栅极的至少部分高度的 侧壁环绕有侧墙，所述底壁与基底之间夹有第一介质层，所述侧壁包含 竖直部和凹进部，所述凹进部向棚^及指向形成弧面。可选地，所述凹进部与所述竖直部的延展面间的间隔区域内形成有第二介质层；可选地，所述栅极还包括，环绕所述竖直部及第二介质层 的第一介质层；可选地，所述第一介质层为氧化硅层或氮氧化硅层；可 选地，所述第二介质层为氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层中的一种或 其组合。本专利技术提供的一种半导体器件，所述器件包含上述侧墙；或者，包 含上述多晶硅栅极。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点上述技术方案中提供的多晶硅栅极形成方法，通过在所述牺牲层内形 成沟槽；继而，形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质 层；进而，刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形成具有弧面壁的侧 墙；而后，形成多晶硅层填充所述沟槽；由于位于所述沟槽侧壁上的具 有弧面壁的侧墙使所述沟槽的开口面积大于底部面积，使得填充并平坦 化所述多晶硅层后，所述多晶硅层的顶部面积大于底部面积，在侧墙和 多晶硅横截面尺寸固定的前提下，增加了所述多晶硅层的顶部面积，扩 大了后续形成钴化硅时的工艺窗口 ；且所述多晶硅层形成于具有弧面壁 的侧墙之上，所述侧墙形成于所述沟槽侧壁，通过控制所述沟槽侧壁的 形貌，可使所述侧墙在去除所述牺牲层后仍可稳定于所述基底上，即所 述侧墙可增强形成的多晶硅栅极的机械性能的稳定性；此外，由于所述 多晶硅层形成于所述侧墙之上，通过选择形成所述侧墙的材料，可使所 述多晶硅栅极与侧墙间匹配良好；上述技术方案中提供的多晶硅栅极，所述多晶硅栅极至少包括底壁、 由所述底壁延伸而得的侧壁和与所述底壁相对的顶壁，所述底壁与基底 之间夹有第一介质层，所述底壁的面积小于所述顶壁的面积，且所述侧 壁包含竖直部和凹进部，所述凹进部向所述4册极的中轴线内凹为弧面； 可通过在所述凹进部与所述竖直部的延展面间的间隔区域内形成侧墙， 继而，在侧墙和多晶硅横截面尺寸固定的前提下，相当于增加了所述多 晶硅层的顶部面积，可扩大后续形成钴化硅时的工艺窗口；且所述多晶8硅层形成于所述侧墙之上，可增强形成的多晶硅栅极的机械性能的稳定性；此外，由于所述多晶硅层形成于所述侧墙之上，通过选择形成所述侧墙的材料，可使所述多晶硅栅极与侧墙间匹配良好。 附图说明图1 ~ 5为说明现有技术中形成多晶硅栅极的结构示意图； 图6为说明应用本专利技术实施例形成多晶硅栅极的流程示意图； 图7-15为说明应用本专利技术实施例形成多晶硅栅极的结构示意图； 图16~17为说明应用本专利技术第一实施例形成沟槽的结构示意图； 图18为说明应用本专利技术第二实施例形成沟槽的结构示意图； 图19-20为说明应用本专利技术第三实施例形成沟槽的结构示意图； 图21为说明本专利技术实施例的侧墙的结构示意图； 图22为说明本专利技术实施例的多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅栅极形成方法，其特征在于，包括：　在基底上形成牺牲层；　在所述牺牲层内形成沟槽，所述沟槽与基底之间夹有第一介质层；　形成覆盖所述牺牲层及所述沟槽侧壁及底壁的第二介质层；　刻蚀所述第二介质层，在所述沟槽侧壁形 成具有弧面壁的侧墙；　形成填充所述沟槽并覆盖所述牺牲层的多晶硅层；　执行平坦化操作，去除覆盖所述牺牲层的多晶硅层，暴露所述牺牲层；　去除所述牺牲层；　形成至少暴露填充所述沟槽的多晶硅层的阻障层；　在暴露的所述多 晶硅层上形成硅化物，形成多晶硅栅极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，张世谋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]