一种接触孔、半导体器件和二者的形成方法技术

一种接触孔的形成方法，包括：在衬底上形成栅极、侧墙、牺牲侧墙、源区和漏区，所述侧墙环绕所述栅极，所述牺牲侧墙覆盖所述侧墙，所述源区和漏区嵌于所述衬底内并位于所述栅极的两侧；形成层间介质层，并使所述层间介质层暴露所述栅极、侧墙和牺牲侧墙；去除所述牺牲侧墙，以形成接触空间，所述牺牲侧墙材料与所述栅极、侧墙和层间介质层的材料不同；形成导电层，所述导电层填充所述接触空间；断开所述导电层，以形成至少两个导电体，各所述导电体分别接于所述源区或漏区。一种接触孔，所述接触孔和栅极、侧墙均形成于衬底上并嵌入层间介质层中，所述接触孔的侧面接于所述侧墙。还提供了一种半导体器件及其形成方法。均可减少应用的掩模的数目。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体来说，涉及。
技术介绍
随着半导体器件临界尺寸的逐渐减小，各种微观效应开始显现，半导体器件的制造工艺变得越来越复杂，优化半导体器件的性能也越来越困难。复杂的制造工艺需要更多的掩模版及多步光刻工艺，而如何改进接触孔的制造工艺成为优化半导体器件性能时颇具挑战性和实际意义的研究方向。具体地，现有的接触孔的形成方法包括如图1所示，在衬底10上形成栅极14和侧墙16，所述栅极14经由栅介质层12形成于所述衬底10上，所述侧墙16覆盖所述栅极 14中相对的侧面，继而形成源漏区(图未示)和硅化物接触区18 ；如图2所示，形成层间介质层20，并使所述层间介质层20暴露所述栅极14和侧墙16 ；如图3所示，利用掩模，刻蚀所述层间介质层20，以形成所述接触孔30。可见，在利用上述方法刻蚀所述层间介质层20，以形成所述接触孔30时，必然需要一道掩模，但是，随着接触孔30尺寸的减小，应用所述掩模未必会获得满足工艺要求的接触孔30，即，此道掩模未必会实现其应有的效用，因此，如何去除此道掩模而形成接触孔成为本专利技术解决的主要问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种接触孔及所述接触孔的形成方法，利于减少在形成所述接触孔的过程中应用掩模的数目；本专利技术还提供了一种半导体器件及所述半导体器件的形成方法，在形成所述半导体器件的过程中应用掩模的数目有所减少。本专利技术提供的一种接触孔的形成方法，包括在衬底上形成栅极、侧墙、牺牲侧墙、源区和漏区，所述侧墙环绕所述栅极，所述牺牲侧墙覆盖所述侧墙，所述源区和漏区嵌于所述衬底内并位于所述栅极的两侧；形成层间介质层，并使所述层间介质层暴露所述栅极、侧墙和牺牲侧墙；去除所述牺牲侧墙，以形成接触空间，所述牺牲侧墙材料与所述栅极、侧墙和层间介质层的材料不同；形成导电层，所述导电层填充所述接触空间；断开所述导电层，以形成至少两个导电体，各所述导电体分别接于所述源区或漏区。可选地，在形成所述牺牲侧墙和层间介质层的步骤之间，还包括形成辅助侧墙，所述辅助侧墙覆盖所述牺牲侧墙的侧面，所述辅助侧墙材料与所述牺牲侧墙和层间介质层的材料不同。可选地，所述侧墙包括侧墙基层和主侧墙，所述主侧墙材料与所述牺牲侧墙材料不同，在所述主侧墙和所述栅极的侧面之间夹有所述侧墙基层时，在形成所述导电层后，所述方法还包括去除所述主侧墙，以形成调整空间；形成介质层，所述介质层填充所述调整空间。可选地，所述辅助侧墙材料与所述主侧墙材料相同。本专利技术提供的一种接触孔的形成方法，包括在衬底上形成沿第一方向延伸的栅极基体、侧墙和牺牲侧墙，所述侧墙覆盖所述栅极基体中相对的侧面，所述牺牲侧墙覆盖所述侧墙；形成层间介质层，并使所述层间介质层暴露所述栅极基体、侧墙和牺牲侧墙；去除所述牺牲侧墙，以形成接触空间，所述牺牲侧墙材料与所述栅极基体、侧墙和层间介质层的材料不同；形成导电层，所述导电层填充所述接触空间；利用所述栅极基体形成栅极，并沿第二方向切割所述栅极和所述导电层，所述第二方向异于所述第一方向。可选地，在形成所述牺牲侧墙和层间介质层的步骤之间，还包括形成辅助侧墙，所述辅助侧墙覆盖所述牺牲侧墙的侧面，所述辅助侧墙材料与所述牺牲侧墙和层间介质层的材料不同。可选地，所述侧墙包括侧墙基层和主侧墙，所述主侧墙材料与所述牺牲侧墙材料不同，在所述主侧墙和所述栅极的侧面之间夹有所述侧墙基层时，在形成所述导电层后，所述方法还包括去除所述主侧墙，以形成调整空间；形成介质层，所述介质层填充所述调整空间。可选地，所述辅助侧墙材料与所述主侧墙材料相同。本专利技术提供的一种半导体器件的形成方法，包括 在衬底上形成栅极和侧墙；在形成有栅极和侧墙的所述衬底上形成接触孔；采用上述的方法形成所述接触孔。本专利技术提供的一种接触孔，所述接触孔和栅极、侧墙均形成于衬底上并嵌入层间介质层中，所述接触孔的侧面接于所述侧墙。可选地，在所述层间介质层中嵌有辅助侧墙时，所述辅助侧墙材料与所述层间介质层的材料不同，所述接触孔中与和所述侧墙相接的侧面相对的侧面接于所述辅助侧墙。可选地，在所述侧墙包括侧墙基层和主侧墙时，所述侧墙基层夹于所述主侧墙和所述栅极之间，所述主侧墙的材料与所述侧墙基层的材料不同，而与所述层间介质层的材料相同。本专利技术提供的一种半导体器件，所述半导体器件包括上述的接触孔。可选地，所述栅极包括第一部分和第二部分，所述第二部分位于所述第一部分上， 且所述第二部分的材料与所述接触孔的材料相同。与现有技术相比，采用本专利技术提供的技术方案具有如下优点通过形成覆盖侧墙的牺牲侧墙，并在形成层间介质层后，去除所述牺牲侧墙，以在形成的接触空间内填充导电层，而形成接触孔；换言之，通过采用自对准技术形成所述接触孔，利于减少掩模的数目；且由于所述接触孔形成于去除所述牺牲侧墙而形成的接触空间内，而所述牺牲侧墙覆盖所述侧墙，即，所述接触孔接于所述侧墙，既利于减小器件尺寸，也利于提高器件沟道区内载流子的迁移率；此外，由于所述牺牲侧墙覆盖所述侧墙，进而覆盖所述栅极中相对的侧面，使得在去除所述牺牲侧墙而形成接触孔后，所述接触孔将覆盖所述栅极中相对的侧面，相比于现有技术中利用掩模进行局部刻蚀而得到的接触孔，所述接触孔与衬底的接触面积将增大，利于减小接触电阻；通过形成辅助侧墙，并使其覆盖所述牺牲侧墙的侧面，且使所述辅助侧墙材料与所述牺牲侧墙和层间介质层的材料不同，可在去除所述牺牲侧墙以形成接触空间时，通过选择适合的工艺，以所述侧墙(或主侧墙)和所述辅助侧墙为阻挡层，而优化所述接触空间的形貌，进而优化接触孔的形貌；在所述主侧墙和所述栅极的侧面之间夹有所述侧墙基层时，在形成接触孔后，可去除所述主侧墙以形成调整空间，通过灵活选取填充所述调整空间的介质层的材料及形成工艺，利于改善器件性能；具体地，通过选择低介电常数材料作为所述介质层，可在所述调整空间内填充低介电常数材料，利于降低寄生电阻/电容导致的延迟效应；通过选择具有特定应力的材料作为所述介质层，可在所述调整空间内填充具有特定应力的材料，利于调节器件沟道区的应力，以改善所述沟道区内载流子的迁移率；通过使所述辅助侧墙材料与所述主侧墙材料相同，可在去除所述主侧墙时，同步去除所述辅助侧墙，利于本专利技术提供的技术方案与现有工艺的兼容；在先形成所述栅极再采用自对准技术形成所述接触孔的工艺(即，首先形成沿第一方向延伸的栅极基体，继而利用所述栅极基体形成栅极，并沿第二方向切割所述栅极，所述第二方向异于所述第一方向，再采用自对准技术形成所述接触孔)中，分割所述栅极基体后，在各所述栅极之间形成空隙，所述接触孔将形成于所述空隙内，随着所述空隙尺寸的减小，各所述接触孔之间形成穿通的可能性将增加；通过调整所述栅极的形成工艺，即，首先形成沿第一方向延伸的栅极基体，继而采用自对准技术形成所述接触孔，再利用所述栅极基体形成栅极，并沿第二方向切割所述栅极，所述第二方向异于所述第一方向；则在形成所述栅极时，所述接触孔也被分割，继而在形成下一层间介质层时，分割后的各所述栅极及各所述接触孔之间的空隙将被所述层间介质层填充，进而实现隔离；利于降低各所述接触孔之间形成穿通的可能性；在去除所述牺牲侧墙以获得接触空间时，暴露的所述栅极也将被去除部分厚度， 继而在形成导电层以填充所述接触空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种接触孔的形成方法，其特征在于，包括：在衬底上形成栅极、侧墙、牺牲侧墙、源区和漏区，所述侧墙环绕所述栅极，所述牺牲侧墙覆盖所述侧墙，所述源区和漏区嵌于所述衬底内并位于所述栅极的两侧；形成层间介质层，并使所述层间介质层暴露所述栅极、侧墙和牺牲侧墙；去除所述牺牲侧墙，以形成接触空间，所述牺牲侧墙材料与所述栅极、侧墙和层间介质层的材料不同；形成导电层，所述导电层填充所述接触空间；断开所述导电层，以形成至少两个导电体，各所述导电体分别接于所述源区或漏区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟汇才，梁擎擎，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11