[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201610016629.4
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN106960875B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 張海洋;鄭喆
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

本發明公開了半導體裝置及其制造方法。該半導體裝置包括：襯底結構，該襯底結構包括襯底；在該襯底上的鰭片式結構，該鰭片式結構包括半導體層；包繞鰭片式結構的一部分表面的柵極絕緣物和位于柵極絕緣物上的柵極；分別位于柵極兩側的在半導體層中的源極和漏極；位于柵極的漏極側的具有第一介電常數的第一電介質間隔物；以及位于柵極的源極側的具有第二介電常數的第二電介質間隔物和具有第三介電常數的第三電介質間隔物，第三電介質間隔物和第二電介質間隔物中的一方在另一方之上；其中，第一介電常數和第三介電常數均小于第二介電常數。該半導體裝置的柵極兩側的電介質間隔物的非對稱結構可以提高器件性能。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及半導體裝置及其制造方法。

背景技術

目前隨著半導體技術的發展，鰭片式場效應晶體管(Fin Field EffectTransistor，FinFET)得到廣泛的應用。隨著器件尺寸的減小，FinFET器件中柵極兩側的間隔物對器件性能的影響越來越大。為了提高FinFET器件的性能，目前引入高k(介電常數)材料作為間隔物。然而，高k間隔物的寬度需要優化。

現有技術中已經提出了這樣的雙k(dual-k)間隔物結構，其中，高k間隔物在低k間隔物外側。然而，這樣的結構增加了總體間隔物的寬度，使得該寬度需要優化。此外，在這樣的結構中，漏極側的外側的高k間隔物將會降低器件性能。

發明內容

本發明的發明人發現上述現有技術中存在的上述問題，并因此針對所述問題中的至少一個問題提出了本發明的新的技術方案。

本發明的一個實施例的目的之一是：提供一種半導體裝置。本發明的一個實施例的目的之一是：提供一種半導體裝置的制造方法。根據本發明的裝置和方法具有新穎的結構，能夠優化高k間隔物的寬度，和/或改善器件性能。

根據本發明的第一方面，提供了一種半導體裝置，包括：襯底結構，所述襯底結構包括襯底；在所述襯底上的鰭片式結構，所述鰭片式結構包括半導體層；包繞所述鰭片式結構的一部分表面的柵極絕緣物和位于所述柵極絕緣物上的柵極；分別位于所述柵極兩側的在所述半導體層中的源極和漏極；位于所述柵極的漏極側的具有第一介電常數的第一電介質間隔物；以及位于所述柵極的源極側的具有第二介電常數的第二電介質間隔物和具有第三介電常數的第三電介質間隔物，所述第三電介質間隔物和所述第二電介質間隔物中的一方在另一方之上；其中，所述第一介電常數和所述第三介電常數均小于所述第二介電常數。

在一些實施例中，所述半導體裝置還包括：所述柵極絕緣物包括柵極電介質層，所述柵極電介質層包括在襯底和柵極之間的部分、在柵極與第一電介質間隔物之間的部分、以及在柵極與第二和第三電介質間隔物之間的部分。

在一些實施例中，所述第三電介質間隔物位于所述襯底結構上，所述第二電介質間隔物位于所述第三電介質間隔物上。

在一些實施例中，所述第二電介質間隔物位于所述襯底結構上，所述第三電介質間隔物位于所述第二電介質間隔物上。

在一些實施例中，所述第一電介質間隔物為低k電介質材料；所述第二電介質間隔物為高k電介質材料；所述第三電介質間隔物為低k電介質材料。

在一些實施例中，所述第一電介質間隔物與所述第三電介質間隔物由相同的材料形成。

在一些實施例中，所述低k電介質材料包括：多孔的硅的氧化物或者摻碳的多孔的硅的氮化物，非晶碳；所述高k電介質材料包括：硅的氮化物、Al₂O₃、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂、HfO₂或ZrO₂。