[發明專利]FinFET器件及其形成方法

在審

• 申請號: 201310713272.1
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104733316A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 韓秋華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及一種FinFET器件及其形成方法。

背景技術

在現有技術中，鰭式場效晶體管(Fin?Field?Effect?Transistor,FinFET)與傳統的平面結構晶體管相比，不僅具有較好的柵控能力，還能夠較好的抑制短溝道效應，使半導體器件的尺寸得到進一步減小。

在現有的制作FinFET器件的過程中，通常先在半導體襯底上形成若干鰭部（fin），并鰭部上形成柵極以及源區、漏區等器件，以形成相互獨立的半導體器件。

但是，現有技術FinFET器件的形成方法容易在所述鰭部上留有殘留物，這些殘留物的存在導致了層間互聯結構難以在所述半導體器件上形成。

進一步，由于半導體的尺寸不斷縮小，使得去除這些殘留物變得更為困難。因此，如何盡量避免形成上述殘留物，以便于后續形成層間互聯結構步驟的進行，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種FinFET器件及其形成方法，以減小在鰭部上形成殘留物的幾率。

為解決上述問題，本發明提供一種FinFET器件的形成方法，包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成若干鰭部；

形成橫跨所述鰭部的若干柵極；

在所述柵極的側壁形成側墻；

在形成所述側墻之后，在柵極之間的鰭部中形成溝槽；

形成層間介質層，使所述層間介質層填充所述溝槽且覆蓋在所述襯底、鰭部、柵極以及側墻上。

可選的，形成若干鰭部的步驟之后，形成柵極之前，還包括：在所述的若干鰭部之間設置隔離結構。

可選的，采用二氧化硅作為所述隔離結構的材料，通過淺槽隔離的方式形成所述隔離結構。

可選的，所述側墻的材料為氮化硅，形成側墻的步驟包括：采用化學氣相沉積的方式形成氮化硅層，以形成側墻。

可選的，形成側墻的步驟包括以下步驟：

在所述襯底、鰭部以及柵極上覆蓋氮化硅層；

通過各向異性刻蝕的方法去除位于所述襯底、鰭部以及柵極頂面的部分氮化硅層，剩余的位于所述柵極側壁的氮化硅層形成所述側墻。

可選的，在形成側墻的步驟之后，在鰭部上形成溝槽的步驟之前，還包括以下步驟：

在所述柵極兩側的鰭部上分別形成源區以及漏區。

可選的，在鰭部上形成溝槽的步驟包括：

在所述襯底、鰭部以及柵極上形成掩模，所述掩模具有橫跨所述鰭部的條狀空隙，所述條狀空隙將位于相鄰柵極之間的鰭部暴露出；

對暴露出的鰭部進行刻蝕以形成所述溝槽。

可選的，在鰭部上形成溝槽的步驟包括，使所述溝槽的橫截面呈上大下小的梯形結構。

可選的，使所述溝槽的側壁與所述襯底表面之間的角度在75°至86°的范圍內。

可選的，在鰭部上形成溝槽的步驟包括，采用干法刻蝕形成所述溝槽。

可選的，干法刻蝕的步驟包括，采用溴化氫氣體、四氟化碳氣體以及氧氣作為刻蝕劑。

可選的，使溴化氫氣體的流量在50至500標況毫升每分的范圍內，四氟化碳氣體的流量在10至50標況毫升每分的范圍內，氧氣的流量在2至20標況毫升每分的范圍內，并使刻蝕環境的氣壓在2至80毫托的范圍內。

可選的，使刻蝕機的功率在100～200瓦的范圍內。

可選的，層間介質層的材料為二氧化硅，覆蓋層間介質層的步驟包括：通過沉積的方法形成所述層間介質層。

此外，本發明還提供一種FinFET器件，包括：

襯底；

設于所述襯底上的若干鰭部；

橫跨所述鰭部的若干柵極，所述柵極的側壁形成有側墻；

設于所述柵極之間的溝槽，所述溝槽的橫截面呈上大下小的梯形結構；

層間介質層，所述層間介質層覆蓋于所述襯底、鰭部、柵極以及側墻上，并填充所述溝槽。

可選的，所述溝槽的側壁與所述襯底表面之間的角度在75°至86°的范圍內。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

通過在形成的鰭部上形成柵極、側墻，然后再形成鰭部上的溝槽以對鰭部進行分隔，在這之后進行層間介質層的覆蓋，并使層間介質層將所述溝槽填充，由于所述溝槽在形成后便在下一步驟被層間介質層填充，其他步驟在所述溝槽產生雜質的幾率變得很小，從而可以使所述層間介質層能夠較好地填充于所述溝槽內。