[发明专利]一种半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成一栅极介质层和一栅极材料层；

蚀刻所述栅极介质层和所述栅极材料层，以在所述半导体衬底上形成伪栅极结构；

在所述伪栅极结构的两侧形成紧靠所述伪栅极结构的侧壁结构；

去除所述伪栅极结构，在所述侧壁结构之间形成栅沟槽；

采用分子束外延工艺在所述栅沟槽中形成一界面层；

在所述栅沟槽中依次形成一高k介电层和一功函数金属层；

实施金属栅的回填；

执行一研磨过程，以去除形成在所述栅沟槽外部的金属栅、功函数金属层、高k介电层和界面层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极介质层的材料为氮氧化硅或者氧化硅。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述栅极材料层的材料为非晶硅。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述侧壁结构包括至少一层氧化物层和/或至少一层氮化物层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述侧壁结构之前，还包括以所述伪栅极结构为掩膜，在所述半导体衬底中形成低掺杂源/漏区和袋状区的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述侧壁结构之后，还包括以所述侧壁结构为掩膜，在所述半导体衬底中形成重掺杂源/漏区的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在形成所述重掺杂源/漏区之后，还包括在所述侧壁结构两侧的源/漏区上形成自对准硅化物的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成所述自对准硅化物之后，还包括形成一接触孔蚀刻停止层，以至少覆盖所述伪栅极结构的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接触孔蚀刻停止层的材料为氮化硅。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在形成所述接触孔蚀刻停止层之后，还包括以下步骤：形成一层间介质层，以覆盖所述接触孔蚀刻停止层；研磨所述层间介质层和所述接触孔蚀刻停止层，以露出所述伪栅极结构的顶部。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述层间介质层的材料为氧化物。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述界面层的材料为硅氧化物。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，执行所述分子束外延工艺时，硅分子束通过电子蒸发固体硅源得到，硅的沉积速率由石英晶振控制，氧气的分压由离子规监测，形成的所述硅氧化物中氧的浓度由在位俄歇电子谱得到。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，执行所述分子束外延工艺时，所述半导体衬底的温度控制在500℃。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺形成所述高k介电层。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用原子层沉积工艺或物理气相沉积工艺形成所述功函数金属层。

17.根据权利要求1或16所述的方法，其特征在于，所述功函数金属层包括一层或多层金属。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺进行所述金属栅的回填。

19.根据权利要求1或18所述的方法，其特征在于，所述金属栅的材料为钨或铝。

20.一种在半导体衬底和高k介电层之间形成界面层的方法，其特征在于，采用分子束外延工艺形成所述界面层，执行所述分子束外延工艺时，硅分子束通过电子蒸发固体硅源得到，硅的沉积速率由石英晶振控制，氧气的分压由离子规监测，构成所述界面层的硅氧化物中氧的浓度由在位俄歇电子谱得到，所述半导体衬底的温度控制在500℃。