半导体器件的形成方法技术

一种半导体器件的形成方法，包括：提供包括第一区域和与之隔离的第二区域的半导体衬底，形成位于半导体衬底表面的层间介质层、贯穿层间介质层厚度，且分别位于第一、二区域的第一半导体结构和第二半导体结构，其中，第二半导体结构表面为易被腐蚀的金属层；形成覆盖层间介质层和第二半导体结构的第一光刻胶层，且所述第一光刻胶层暴露出第一半导体结构；以第一光刻胶层为掩膜去除第一半导体结构，形成第一开口；采用远程等离子体刻蚀工艺去除第一光刻胶层；采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面；形成位于所述第一开口内的第三半导体结构，第三半导体结构表面与层间介质层表面齐平。半导体器件的性能优越。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。
技术介绍
金属氧化物半导体(MOS)晶体管是集成电路中最重要的有源器件之一，其中，以NMOS晶体管和PMOS晶体管互补形成的CMOS结构是深亚微米超大集成电路的组成单元。现有技术中形成CMOS晶体管的过程包括：首先，在NMOS区域和PMOS区域的半导体衬底表面形成伪栅极结构，所述伪栅极结构通过层间介质层隔离；形成覆盖层间介质层和NMOS区域的伪栅极结构的第一光刻胶层，以所述第一光刻胶层为掩膜刻蚀，去除PMOS区域的伪栅极结构，形成第一沟槽；形成位于所述沟槽内的栅极结构；待在所述第一沟槽内形成栅极结构后，去除第一光刻胶层；形成覆盖层间介质层和PMOS区域的栅极结构的第二光刻胶层，以所述第二光刻胶层为掩膜刻蚀，去除PMOS区域的伪栅极结构，形成第二沟槽；形成位于所述第二沟槽内的栅极结构；待在所述第二沟槽内形成栅极结构后，去除第二光刻胶层。然而，现有技术中采用上述步骤形成的CMOS晶体管的性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件的形成方法，所述半导体器件的性能更加优越。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和与之隔离的第二区域，形成位于所述半导体衬底表面的层间介质层、贯穿所述层间介质层厚度的第一半导体结构和第二半导体结构，其中，所述第一半导体结构位于第一区域，所述第二半导体结构位于第二区域，且所述第二半导体结构表面为金属层；形成覆盖层间介质层和第二半导体结构的光刻胶层，且所述光刻胶层暴露出第一半导体结构；以所述光刻胶层为掩膜去除第一半导体结构，形成第一开口；采用远程等离子体刻蚀工艺去除第一光刻胶层；采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面；形成位于所述第一开口内的第三半导体结构，所述第三半导体结构表面与层间介质层表面齐平。可选地，所述远程等离子体刻蚀工艺采用的刻蚀气体为氮气和氢气的混合物。可选地，所述刻蚀气体中氢气含量占总气体含量的体积百分比大于40％。可选地，所述远程等离子体刻蚀工艺的温度大于300℃。可选地，所述采用干冰清洗第二半导体结构表面的步骤包括：将干冰转变成流量为1千克/分钟-2千克/分钟的二氧化碳气体，将其对准旋转速度为5转/分钟-20转/分钟的第二半导体结构表面。可选地，所述采用致密流体清洗第二半导体结构表面的步骤包括：将20标准大气压-25标准大气压的氨气通入到温度为20℃-25℃的第二半导体结构表面。可选地，形成第三半导体结构前，采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面后，还包括：形成位于所述第二半导体结构表面的钝化层。可选地，所述钝化层的材料为AlN。可选地，所述第一半导体结构为第一伪栅极结构，所述第二半导体结构为第二栅极结构，第三半导体结构为第一栅极结构。可选地，所述第一栅极结构包括第一功函数层和覆盖所述第一功函数层的第一栅电极层；所述第二栅极结构包括第二功函数层和覆盖所述第二功函数层的第二栅电极层。可选地，所述第二栅极结构的形成步骤包括：形成位于所述半导体衬底表面的层间介质层、贯穿所述层间介质层厚度的第一伪栅极结构和第二伪栅极结构；形成覆盖所述层间介质层和第一伪栅极结构的第二光刻胶层，且所述第二光刻胶层暴露出第二伪栅极结构；以所述第二光刻胶层为掩膜去除所述第二伪栅极结构，形成第二开口；形成位于所述第二开口内的第二栅极结构，所述第二栅极结构表面与层间介质层表面齐平。可选地，还包括：形成位于所述第一开口底部的第一栅介质层，所述第一栅极结构覆盖所述第一栅介质层表面；形成位于所述第二开口底部的第二栅介质层，所述第二栅极结构覆盖所述第二栅介质层表面。可选地，所述第一栅介质层在所述第一伪栅极结构前形成或在去除第一伪栅极结构后形成。可选地，所述第二栅介质层在所述第二伪栅极结构前形成或在去除第二伪栅极结构后形成。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：由于第二区域的第二半导体结构表面为金属层，该金属层易被腐蚀，因此在去除第一区域的第一半导体结构后，形成第三半导体结构前，采用远程等离子体刻蚀工艺去除第一光刻胶层；并采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面。既可以有效清除上述第一光刻胶层，又有效避免了第二半导体结构表面的金属层在去除第一光刻胶层的过程中被腐蚀，从而保证了第二半导体结构的质量，有效提高了半导体器件的性能。进一步，形成第三半导体结构前，采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面后，还包括：形成位于所述第二半导体结构表面的钝化层。所述钝化层可以使得后续形成第三半导体结构的过程中，第二半导体结构被钝化层保护而免受损伤，进一步保障了第二半导体结构的质量，提高了半导体器件的性能。进一步，所述第一半导体结构为第一伪栅极结构，所述第二半导体结构为第二栅极结构，第三半导体结构为第一栅极结构。形成的半导体器件为CMOS晶体管，其性能优越。附图说明图1至图6是本专利技术实施例的半导体器件的形成过程的剖面结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术形成的CMOS晶体管的性能有待提高。经过研究后发现，在形成CMOS晶体管的过程中，高K介质层、功函数层等受到损伤，栅极结构中的金属栅受到腐蚀等原因，都会对CMOS晶体管的性能造成影响。进一步的，专利技术人提供了一种CMOS晶体管的形成方法，有效避免或减轻了高K介质层和金属栅的受损，提高了CMOS晶体管的性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。请参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100包括第一区域I和与之隔离的第二区域II，形成位于所述半导体衬底100表面的层间介质层103、贯穿所述层间介质层103厚度的第一半导体结构和第二半导体结构，其中，所述第一半导体结构位于第一区域I，所述第二半导体结构位于第二区域II，且所述第二半导体结构表面为金属层。所述半导体衬底100为硅衬底、锗衬底、氮化硅衬底或者绝缘体上硅衬底等。本领域的技术人员可以根据需要选择所述半导体衬底100的类型，因此，所述半导体衬底100的类型不应限制本专利技术的保护范围。在本实施例中，所述半导体衬底100为硅衬底，所述第一区域Ⅰ为NMOS晶体管区域，用于形成NMOS晶体管，所述第二区域Ⅱ为PMOS晶体管区域，用于形成PMOS晶体管。需要说明的是，本专利技术的实施例中，所述半导体衬底100的PMOS晶体管区域内还形成有N型阱区(未图示)，所述半导体衬底100的NMOS晶体管区域内还形成有P型阱区(未图示)。需要说明的是，在本专利技术的其他实施例中，所述第一区域Ⅰ也可以为PMOS晶体管区域，所述第二区域Ⅱ也可以为NMOS晶体管区域。又或者，所述第一区域Ⅰ也可以形成其他半导体结构，例如晶体管、电容、导电插塞等，第二区域II也可以形成其他半导体结构，例如晶体管、电容、导电插塞等。只要第二区域II的第二半导体结构表面为易被腐蚀的金属层，均可适用于本专利技术。也就是说，虽然本专利技术的实施例中是以CMOS晶体管为例进行示范性说明的，但本专利技术的技术方案不限于保护CMOS晶体管的栅电极层。所述第一区域I和第二区域II通过浅沟槽隔离结构101相隔离。所述浅...

【技术保护点】
一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和与之隔离的第二区域，形成位于所述半导体衬底表面的层间介质层、贯穿所述层间介质层厚度的第一半导体结构和第二半导体结构，其中，所述第一半导体结构位于第一区域，所述第二半导体结构位于第二区域，且所述第二半导体结构表面为的金属层；形成覆盖层间介质层和第二半导体结构的第一光刻胶层，且所述第一光刻胶层暴露出第一半导体结构；以所述第一光刻胶层为掩膜去除第一半导体结构，形成第一开口；采用远程等离子体刻蚀工艺去除第一光刻胶层；采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面；形成位于所述第一开口内的第三半导体结构，所述第三半导体结构表面与层间介质层表面齐平。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和与之隔离的第二区域，形成位于所述半导体衬底表面的层间介质层、贯穿所述层间介质层厚度的第一半导体结构和第二半导体结构，其中，所述第一半导体结构位于第一区域，所述第二半导体结构位于第二区域，且所述第二半导体结构表面为的金属层；形成覆盖层间介质层和第二半导体结构的第一光刻胶层，且所述第一光刻胶层暴露出第一半导体结构；以所述第一光刻胶层为掩膜去除第一半导体结构，形成第一开口；采用远程等离子体刻蚀工艺去除第一光刻胶层；采用干冰或致密流体清洗第二半导体结构表面；形成位于所述第一开口内的第三半导体结构，所述第三半导体结构表面与层间介质层表面齐平。2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述远程等离子体刻蚀工艺采用的刻蚀气体为氮气和氢气的混合物。3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述刻蚀气体中氢气含量占总气体含量的体积百分比大于40％。4.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述远程等离子体刻蚀工艺的温度大于300℃。5.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述采用干冰清洗第二半导体结构表面的步骤包括：将干冰转变成流量为1千克/分钟-2千克/分钟的二氧化碳气体，将其对准旋转速度为5转/分钟-20转/分钟的第二半导体结构表面。6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述采用致密流体清洗第二半导体结构表面的步骤包括：将20标准大气压-25标准大气压的氨通入到温度为20℃-25℃的第二半导体结构表面。7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成第三半导体结构前...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋华，纪世良，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31