[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成栅极结构、以及覆盖栅极结构侧壁且暴露出栅极结构顶部表面的初始介质层，所述栅极结构包括栅极本体和位于栅极本体顶部表面的第一掩膜层；

去除第一掩膜层；

刻蚀部分初始介质层，使初始介质层形成第一介质层，第一介质层的顶部表面低于栅极本体的顶部表面；

去除第一掩膜层后，在第一介质层上形成覆盖栅极结构的第二介质层；

平坦化所述第二介质层直至暴露出栅极本体的顶部表面；

其中，所述栅极结构还包括覆盖所述栅极本体侧壁和所述第一掩膜层侧壁的侧墙；采用第一刻蚀工艺去除所述第一掩膜层；所述第一刻蚀工艺对所述第一掩膜层的刻蚀速率大于对所述侧墙的刻蚀速率；进行第一刻蚀工艺后，采用第二刻蚀工艺刻蚀所述部分初始介质层，所述第二刻蚀工艺还刻蚀高于栅极本体顶部表面的侧墙。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺对第一掩膜层的刻蚀速率和对侧墙的刻蚀速率的比值为10～200。

3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺为干法刻蚀工艺；所述第一刻蚀工艺的参数包括：采用的气体包括NF₃、NH₃和He，NF₃的流量为50sccm～300sccm，NH₃的流量为200sccm～600sccm，He的流量为200sccm～600sccm，源射频功率为10瓦～50瓦，腔室压强为3mtorr～20mtorr。

4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺；所述第一刻蚀工艺的参数包括：采用的刻蚀溶液为氢氟酸溶液，氢氟酸的质量百分比浓度为0.1％～10％，刻蚀温度为20摄氏度～40摄氏度。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二刻蚀工艺的参数包括：采用的气体包括NF₃、NH₃和He，NF₃的流量为50sccm～300sccm，NH₃的流量为200sccm～600sccm，He的流量为200sccm～600sccm，源射频功率为10瓦～50瓦，腔室压强为3mtorr～20mtorr。

6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述栅极结构的方法包括：在所述基底上形成初始栅极结构，所述初始栅极结构包括栅极本体、位于栅极本体顶部表面的掩膜结构、以及覆盖栅极本体侧壁和掩膜结构侧壁的初始侧墙，所述掩膜结构包括位于栅极本体顶部表面的第一掩膜层和位于第一掩膜层上的第二掩膜层；在所述基底上形成初始介质膜，所述初始介质膜覆盖初始栅极结构的侧壁且暴露出初始栅极结构的顶部表面；形成初始介质膜后，去除第二掩膜层、以及高于第一掩膜层顶部表面的初始侧墙和初始介质膜，使初始栅极结构形成所述栅极结构，使初始侧墙形成所述侧墙，使初始介质膜形成所述初始介质层。

7.根据权利要求6所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述初始栅极结构的方法包括：在所述基底上形成栅极结构材料层；在所述栅极结构材料层表面形成掩膜结构材料层，所述掩膜结构材料层包括第一掩膜材料层和位于第一掩膜材料层上的第二掩膜材料层；图形化所述掩膜结构材料层和栅极结构材料层，形成栅极本体和位于栅极本体顶部表面的掩膜结构；在所述掩膜结构侧壁和栅极本体侧壁形成初始侧墙。

8.根据权利要求6所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，去除第二掩膜层、以及高于第一掩膜层顶部表面的初始侧墙和初始介质膜的工艺为回刻蚀工艺。

9.根据权利要求8所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述回刻蚀工艺对第二掩膜层的刻蚀速率与对第一掩膜层的刻蚀速率的比值为1～200。