一种栅极制作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116013775A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211740162.X(22)申请日2022.12.30(71)申请人联合微电子中心有限责任公司地址401332重庆市沙坪坝区沙坪坝西园一路28号附2号(72)发明人马恒司静罗雪宁宁黄桂梅(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219专利代理师余明伟(51)Int.Cl.H01L21/28(2006.01)H01L21/311(2006.01)H01L21/3213(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图12页(54)发明名称一种栅极制作方法(57)摘要本发明提供一种栅极制作方法，该方法包括：提供半导体衬底，于半导体衬底上依次形成栅介质层、多晶硅层及氧化硅掩膜层；刻蚀多晶硅层和栅介质层以形成被沟槽隔离的假栅结构，沟槽显露半导体衬底；于沟槽中形成预设厚度的层间介质层，层间介质层的顶面低于假栅结构的顶面并高于多晶硅层的顶面；采用离子植入工艺对层间介质层进行改性；去除氧化硅掩膜层和多晶硅层；于栅介质层上形成金属栅。本发明于多晶硅层上仅形成一氧化硅硬掩膜层，降低沟槽的深宽比，利于沟槽填充；并且，采用离子植入工艺对层间介质层进行改性，作为假栅结构刻蚀的停止层，以改性的层间介质层高度对多晶硅层的高度进行补偿，能够调整栅极高度，具有栅极高度灵活可调的优点。CN116013775ACN116013775A权利要求书1/2页1.一种栅极制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供半导体衬底，于所述半导体衬底上依次形成栅介质层和多晶硅层；S2：于所述多晶硅层上形成氧化硅掩膜层并图形化，以图形化的所述氧化硅掩膜层为掩膜刻蚀所述多晶硅层和所述栅介质层，以形成被沟槽隔离的假栅结构，所述沟槽显露所述半导体衬底；S3：于所述沟槽中形成预设厚度的层间介质层，所述层间介质层的顶面低于所述假栅结构的顶面并高于所述多晶硅层的顶面；S4：采用离子植入工艺对所述层间介质层进行改性；S5：去除所述氧化硅掩膜层和所述多晶硅层；S6：于所述栅介质层上沉积金属层以形成金属栅。2.根据权利要求1所述的栅极制作方法，其特征在于：执行步骤S3之前，还包括以下步骤：于所述假栅结构的侧壁形成侧墙保护层；于所述假栅结构的表面形成研磨停止层，所述研磨停止层延伸到显露的所述半导体衬底表面。3.根据权利要求1所述的栅极制作方法，其特征在于：在步骤S1中，所述半导体衬底包括第一导电类型沟道场效应管区域和第二导电类型沟道场效应管区域；在步骤S4中，对位于所述第一导电类型沟道场效应管区域的所述层间介质层进行所述离子植入，植入能量为2～6keV，植入剂量为e15～e16cm‑2，植入元素包括硅。4.根据权利要求3所述的栅极制作方法，其特征在于：在步骤S4中，进行所述离子植入之前，于形成所述层间介质层后的结构上形成第一光刻胶层，并图形化所述第一光刻胶层以显露出所述第一导电类型沟道场效应管区域。5.根据权利要求3所述的栅极制作方法，其特征在于：在步骤S1中，所述第一导电类型沟道场效应管为P沟道场效应管，所述第二导电类型沟道场效应管为N沟道场效应管；在步骤S2中，形成所述沟槽后，还包括于所述P沟道场效应管区域显露的所述半导体衬底中嵌入SiGe层，于所述N沟道场效应管区域显露的所述半导体衬底中嵌入SiP层的步骤。6.根据权利要求3所述的栅极制作方法，其特征在于，在步骤S5中，去除所述氧化硅掩膜层和所述多晶硅层的步骤包括：S50：去除所述第二导电类型沟道场效应管区域中的所述多晶硅层上方的结构；S51：去除所述第一导电类型沟道场效应管区域中的所述层间介质层上方的结构；S52：去除所述第一导电类型沟道场效应管区域中的所述多晶硅层上方的氧化硅掩膜层；S53：去除所述第一导电类型沟道场效应管区域和所述第二导电类型沟道场效应管区域中的所述多晶硅层。7.根据权利要求6所述的栅极制作方法，其特征在于：在步骤S50中，去除所述第二导电类型沟道场效应管区域中的所述多晶硅层上方的结构之前，于完成所述离子植入后的结构上形成第二光刻胶层，并图形化所述第二光刻胶层以显露所述第二导电类型沟道场效应管区域。8.根据权利要求7所述的栅极制作方法，其特征在于：形成所述第二光刻胶层之前，于2CN116013775A权利要求书2/2页完成所述离子植入后的结构上形成第一底部抗反射层，于所述第一底部抗反射层上形成所述第二光刻胶层。9.根据权利要求6所述的栅极制作方法，其特征在于：在步骤S51中，去除所述第一导电类型沟道场效应管区域中的所述层间介质层上方的结构之前，于完成步骤S50后的结构上形成第三光刻胶层，并图形化所述第三光刻胶层以显露所述第一导电类型沟道场效应管区域。10.根据权利要求9所