[发明专利]具有空气间隙的半导体器件的制造方法

权利要求书

1.一种具有空气间隙的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形成具有沟槽的硬掩膜层；

在所述硬掩膜层及沟槽表面覆盖侧墙薄膜；

刻蚀所述侧墙薄膜，以在所述沟槽的侧壁上形成栅极侧墙；

在所述硬掩膜层、栅极侧墙及沟槽表面覆盖牺牲薄膜；

刻蚀所述牺牲薄膜，以在所述栅极侧墙上形成牺牲层；

在所述沟槽中填充栅极层；以及

去除所述硬掩膜层和牺牲层。

2.如权利要求1所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为氧化硅或氮化硅。

3.如权利要求2所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为氧化硅，采用湿法刻蚀去除所述牺牲层，刻蚀物质为氢氟酸。

4.如权利要求2所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为氮化硅，采用湿法刻蚀去除所述牺牲层，刻蚀物质为热磷酸。

5.如权利要求1所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为低介电常数材料层。

6.如权利要求1所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为多孔硅、氟氧化硅，碳氧化硅，超小型泡沫塑料、硅基绝缘体、掺杂碳的硅氧化物或掺杂氯的硅氧化物中的一种或几种。

7.如权利要求6所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为能够热分解的有机聚合物。

8.如权利要求7所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为丁基降冰片烯和三乙氧硅基降冰片烯的共聚体。

9.如权利要求7或8所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述牺牲层采用加热法去除。

10.如权利要求1所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述栅极侧墙的材质为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅，碳氧化硅、氮化硅或无定形碳中的一种或几种。

11.如权利要求1所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材质为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或无定形碳。

12.如权利要求11所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材质为氮化硅，刻蚀去除所述掩膜层的过程中，刻蚀物质包括CH₃F和O₂，环境压力为10mtorr～50mtorr,能量为300W～800W，偏压为200V～500V，CH₃F的流量为50sccm～300sccm，O₂的流量为50sccm～200sccm。

13.如权利要求11所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材质为氧化硅，刻蚀去除所述掩膜层的过程中，刻蚀物质包括CH₃F和He，环境压力为1mtorr～5mtorr,能量为100W～600W，偏压为20V～200V，CH₃F的流量10sccm～100sccm，He的流量为50sccm～200sccm。

14.如权利要求11所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材质为无定形碳，刻蚀去除所述掩膜层的过程中，刻蚀物质O₂，环境压力为20mtorr～50mtorr，能量为100W～500W，O₂的流量为300sccm～1000sccm。

15.如权利要求1所述的具有空气间隙的半导体器件的制造方法，其特征在于，在去除所述硬掩膜层和湿法刻蚀去除所述牺牲层的步骤中，还包括：

向所述栅极层两侧的半导体衬底中进行源漏区注入；以及

对所述栅极层及栅极层两侧的半导体衬底进行金属化工艺。