[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201710321505.1
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN108878358B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 李勇
• 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: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088;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，其特征在于，包括：

基底，所述基底上具有第一介質層，第一介質層中具有貫穿第一介質層的第一溝槽；

位于第一溝槽中的第一柵電極，第一柵電極的頂部表面低于第一介質層的頂部表面；

位于第一溝槽中的第一保護層，第一保護層位于第一柵電極部分頂部表面，第一保護層的材料中具有第一氧離子濃度，第一氧離子濃度大于或等于零，沿第一柵電極兩側朝向中間的方向，所述第一保護層的厚度呈下陷彎曲遞減且所述第一保護層露出所述第一柵電極的部分頂部表面；

位于部分第一柵電極頂部表面的補償保護層，補償保護層和第一保護層覆蓋第一柵電極的整個頂部表面，補償保護層的材料中具有第二氧離子濃度，第二氧離子濃度大于或等于零；

位于第一保護層、補償保護層和第一介質層上的第二介質層，第二介質層的材料中具有氧離子，第二介質層的材料中氧離子具有第三濃度，第一氧離子濃度小于第三濃度，且第二氧離子濃度小于第三濃度。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述第一保護層的材料為氮化硅、氮氧化硅、氮碳氧化硅、氮硼氧化硅或氮碳硼氧硅；所述補償保護層的材料為氮化硅、氮氧化硅、氮碳氧化硅、氮硼氧化硅或氮碳硼氧硅；所述第二介質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，其特征在于，所述第一柵電極中具有摻雜離子，所述摻雜離子包括氟離子或氯離子。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述第一柵電極的頂部表面包括中間區域和位于中間區域周圍的邊緣區域；所述第一保護層覆蓋邊緣區域且暴露出中間區域。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述第一介質層中還具有貫穿第一介質層的第二溝槽，第二溝槽的開口小于第一溝槽的開口；所述半導體器件還包括：位于第二溝槽中的第二柵電極，第二柵電極的頂部表面低于第一介質層的頂部表面；位于第二溝槽中的第二保護層，第二保護層覆蓋第二柵電極的整個頂部表面，第二保護層的材料中具有第一氧離子濃度；所述第二介質層還位于第二保護層上。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，在平行于基底頂部表面且垂直于第一溝槽延伸方向上，第一溝槽的尺寸為0.072um～1um；在平行于基底頂部表面且垂直于第二溝槽延伸方向上，第二溝槽的尺寸為0.010um～0.072um。

7.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，所述第二保護層的材料為氮化硅、氮氧化硅、氮碳氧化硅、氮硼氧化硅或氮碳硼氧硅。

8.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，所述補償保護層還位于第一保護層表面、第二保護層表面和第一介質層頂部表面；所述第二介質層位于補償保護層表面。

9.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，還包括：位于第一溝槽底部和部分側壁的第一功函數層，第一功函數層的頂部表面和第一柵電極的頂部表面齊平；第一柵電極位于第一功函數層上；位于第一溝槽底部的第一柵介質層，第一柵介質層位于第一功函數層和基底之間；

位于第二溝槽底部和部分側壁的第二功函數層，第二功函數層的頂部表面和第二柵電極的頂部表面齊平；第二柵電極位于第二功函數層上；位于第二溝槽底部的第二柵介質層，第二柵介質層位于第二功函數層和基底之間。