[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201710310410.X
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN108807177B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張海洋;陳卓凡
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/08;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成源漏材料層和位于源漏材料層上的掩膜層，所述掩膜層中具有第一槽，第一槽暴露出部分源漏材料層；

在第一槽的側壁形成保護層；

以所述掩膜層和保護層為掩膜，刻蝕第一槽底部的源漏材料層，在源漏材料層中形成貫穿源漏材料層的第二槽；

形成第二槽后，去除保護層；

去除保護層后，形成溝道材料層和位于溝道材料層上的柵極結構，所述溝道材料層位于第一槽與第二槽的側壁和底部；

形成溝道材料層和柵極結構后，去除掩膜層；

形成所述溝道材料層和柵極結構的方法包括：去除保護層后，在所述第一槽和第二槽的側壁和底部、以及掩膜層上形成溝道材料膜；在所述溝道材料膜表面形成柵極結構材料層；形成所述柵極結構材料層后，形成填充滿第一槽和第二槽的填充層；平坦化所述柵極結構材料層和溝道材料膜直至暴露出掩膜層和填充層的頂部表面，使溝道材料膜形成溝道材料層，使柵極結構材料層形成柵極結構。

2.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述保護層的材料包括氮化硅；所述掩膜層的材料包括氧化硅。

3.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述保護層的步驟包括：在所述第一槽的側壁和底部以及掩膜層的頂部表面形成保護材料層；回刻蝕保護材料層直至暴露出掩膜層的頂部表面和源漏材料層的頂部表面，形成所述保護層。

4.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述填充層的材料為氧化硅或底部抗反射層材料。

5.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述填充層的工藝包括旋涂工藝。

6.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，平坦化所述柵極結構材料層和溝道材料膜的工藝包括化學機械研磨工藝。

7.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，還包括：平坦化所述柵極結構材料層和溝道材料膜后，去除所述填充層。

8.根據權利要求7所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在去除所述填充層的過程中去除所述掩膜層。

9.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述溝道材料膜的材料包括MoS₂；形成所述溝道材料膜的工藝包括固體源氣相化學沉積工藝。

10.根據權利要求9所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述固體源氣相化學沉積工藝的參數包括：采用的固體源包括MoO₃和S、采用的載體氣體包括Ar，溫度為600攝氏度～900攝氏度。

11.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述溝道材料層的厚度為5nm～10nm。

12.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述源漏材料層的材料包括多晶硅。

13.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述柵極結構層包括位于溝道材料層上的柵介質層和位于柵介質層上的柵電極層。

14.根據權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，還包括：在形成所述源漏材料層和掩膜層之前，在所述基底表面形成界面層；所述源漏材料層位于界面層表面；在形成溝道材料層之前，所述第二槽的底部暴露出界面層；所述溝道材料層還位于界面層表面。

15.根據權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述界面層的材料包括氧化硅。