[发明专利]半导体器件及其制造方法有效
| 申请号： | 201110459160.9 | 申请日： | 2011-12-31 |
| 公开（公告）号： | CN103187294A | 公开（公告）日： | 2013-07-03 |
| 发明（设计）人： | 三重野文健 | 申请（专利权）人： | 中芯国际集成电路制造（北京）有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/336 | 分类号： | H01L21/336;H01L21/3105;H01L29/78 |
| 代理公司： | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 | 代理人： | 屠长存 |
| 地址： | 100176 北京市*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 半导体器件 及其 制造 方法 | ||
1.一种制造半导体器件的方法，其特征在于，该方法包括：
形成具有伪栅和伪栅电介质层的半导体结构，所述伪栅嵌在电介质材料层中，所述伪栅电介质层位于所述伪栅和衬底之间；
去除所述伪栅和所述伪栅电介质层以形成凹槽；
在所述电介质材料层上和所述凹槽内壁上，沉积非晶态的高介电常数材料层，所述高介电常数材料层包括下部水平部分、竖直部分和上部水平部分；
执行倾斜离子注入，以将离子注入到所述高介电常数材料层的上部水平部分和竖直部分；
对所述高介电常数材料层进行快速热退火，以使所述上部水平部分和竖直部分的介电常数小于所述下部水平部分的介电常数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高介电常数材料层的材料是铪、锆、镧、钛的氧化物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述非晶态的高介电常数材料层是采用原子层沉积ALD方法形成的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述非晶态的高介电常数材料层的沉积温度范围为170℃到250℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述倾斜离子注入的倾斜角度是根据所述高介电常数材料层的竖直部分的高度和下部水平部的宽度设定的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所注入的离子为Si、C、Ge中的至少一种或者Si、C、Ge中的至少一种与F的组合。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对高介电常数材料层进行快速热退火的步骤中，所用的气压为0.05Torr至0.1Torr，基础温度为100℃至200℃，退火温度为800℃至1000℃。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述凹槽中填充金属栅极；
进行化学机械抛光处理，直到露出所述电介质材料层。
9.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底上的电介质材料层，所述电介质材料层中形成有凹槽，所述凹槽位于衬底中沟道区上方；
形成于所述凹槽底壁上的高介电常数材料层；
形成于所述凹槽侧壁上的侧壁电介质层，所述侧壁电介质层是由所述高介电常数材料与所注入的离子发生化学反应形成的，其介电常数低于所述高介电常数材料层的介电常数，所述离子是在所述凹槽中沉积金属栅极材料之前倾斜注入的。
10.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述高介电常数材料层的材料是金属的氧化物，所述金属是铪、锆、镧或钛。
11.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，侧壁电介质层的材料是所述金属的碳酸盐、锗酸盐、硅酸盐、锗氟酸盐或硅氟酸盐。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置；专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理；集成电路器件或其特殊部件的制造
