[發明專利]半導體器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201410103887.7
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN104934428A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 平延磊;潘晶
• 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: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L29/423;H01L21/8247;H01L21/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本申請涉及半導體集成電路制作技術領域，具體而言，涉及一種半導體器件及其制作方法。

背景技術

隨著半導體集成電路中的集成度越來越高，半導體器件中柵極之間的距離越來越小，導致半導體器件的短溝道效應越來越明顯，進而導致半導體器件的性能下降。比如，在埋入式閃存的制作過程中，柵極（包括浮柵和形成于浮柵之上的控制柵）之間的距離很小，導致浮柵之間的耦合比例下降，進而降低閃存的讀寫速率。

如圖1至圖3所示，其中示出了在一種半導體器件的制作中形成柵極和柵極之間的溝槽隔離結構的方法步驟，其包括：首先，在襯底10′中形成淺溝槽21′和位于淺溝槽21′中的隔離物質層22′，其中襯底10′上還形成有氧化物層30′，進而形成如圖1所示的基體結構；然后，在相鄰的隔離物質層22′之間的襯底10′表面上形成柵極預備層40′′，進而形成如圖2所示的基體結構；最后，平坦化柵極預備層40′′以形成柵極40′，并去除部分隔離物質層22′，形成溝槽隔離結構20′，進而形成如圖3所示的基體結構。

在上述半導體器件的制作過程中，所形成柵極的寬度大于或等于溝槽隔離結構之間襯底的寬度，相鄰柵極之間的距離小于或等于溝槽隔離結構的寬度。目前，技術人員嘗試通過增加溝槽隔離結構的寬度增加柵極之間的距離。然而，溝槽隔離結構的寬度的增加會降低半導體器件的集成度，進而限制半導體集成電路的進一步發展。

發明內容

本申請旨在提供一種半導體器件及其制作方法，以增加半導體器件中柵極之間距離，提高半導體器件的性能。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種半導體器件，該半導體器件包括：襯底；溝槽隔離結構，形成于襯底中；柵極，形成于相鄰溝槽隔離結構之間的襯底的表面上；第一介質層，形成于柵極的側壁上，且至少部分設置在相鄰溝槽隔離結構之間的襯底表面上，以使得柵極的寬度小于相鄰溝槽隔離結構之間的襯底表面的寬度。

進一步地，在本申請上述的半導體器件中，第一介質層的材料選自SiN、SiON和SiCN中的一種或多種。

進一步地，在本申請上述的半導體器件中，在柵極和襯底之間設置第二介質層，第二介質層與位于柵極兩側的兩個第一介質層相連形成凹槽結構，所述柵極形成在所述凹槽結構中。

進一步地，在本申請上述的半導體器件中，在第二介質層和襯底之間設置第三介質層，優選第三介質層為氧化物層。

進一步地，在本申請上述的半導體器件中，半導體器件進一步包括：形成于柵極、溝槽隔離結構和第一介質層的裸露表面上的第四介質層，優選第四介質層優選為ONO層。

根據本申請的另一方面，提供了一種半導體器件的制作方法，該制作方法包括以下步驟：提供襯底；在襯底中形成淺溝槽和位于淺溝槽中的隔離物質層，隔離物質層的上表面高于襯底的上表面；在高于襯底上表面的隔離物質層側壁上形成第一介質層，并在相鄰的第一介質層之間的襯底表面上形成柵極；去除部分隔離物質層，形成溝槽隔離結構。

進一步地，在本申請上述的半導體器件的制作方法中，形成第一介質層的步驟包括：在隔離物質層的側壁和上表面上形成介質預備層；以及去除位于隔離物質層上表面上的介質預備層，形成第一介質層。

進一步地，在本申請上述的半導體器件的制作方法中，在形成第一介質層的步驟中，同時在相鄰隔離物質層之間的襯底上形成第二介質層，相鄰隔離物質層之間兩個第一介質層與第二介質層形成凹槽結構，柵極形成在凹槽結構中。

進一步地，在本申請上述的半導體器件的制作方法中，形成第一介質層和第二介質層的步驟包括：在隔離物質層的側壁和上表面上，以及相鄰隔離物質層之間的襯底表面上形成連續設置的介質預備層；以及去除位于隔離物質層上表面上的介質預備層，形成第一介質層和第二介質層。

進一步地，在本申請上述的半導體器件的制作方法中，形成第一介質層，第二介質層和柵極的步驟包括：在隔離物質層的側壁和上表面上，以及相鄰隔離物質層之間的襯底表面上形成連續設置的介質預備層；在相鄰隔離物質層之間的介質預備層中形成柵極預備層；平坦化處理，去除位于隔離物質層上表面上的介質預備層，和高于隔離物質層上表面的柵極預備層，形成第一介質層，第二介質層和柵極。

進一步地，在本申請上述的半導體器件的制作方法中，介質預備層選自SiN、SiON和SiCN中的任一種或多種。

進一步地，在本申請上述的半導體器件的制作方法中，在形成介質預備層之后，對相鄰隔離物質層之間的襯底進行離子注入。