[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201710468976.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN109103252B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/336
• 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：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有鰭部；

在所述半導體襯底表面形成覆蓋鰭部部分側壁的目標隔離層，目標隔離層包括位于半導體襯底表面且與鰭部鄰接的第一目標區、以及位于半導體襯底表面且與第一目標區鄰接的第二目標區，所述第一目標區中具有凹陷，所述凹陷的側壁暴露出鰭部；

形成目標隔離層后，形成柵極結構，所述柵極結構橫跨鰭部、覆蓋鰭部的部分頂部表面和部分側壁表面，且所述柵極結構位于目標隔離層表面和所述凹陷中；

形成所述目標隔離層的方法包括：在所述半導體襯底表面形成初始隔離層，所述初始隔離層覆蓋鰭部的側壁且暴露出鰭部的頂部表面；刻蝕初始隔離層，使初始隔離層形成中間隔離層，中間隔離層的頂部表面低于鰭部的頂部表面，中間隔離層包括位于半導體襯底表面且與鰭部鄰接的第一中間區、以及位于半導體襯底表面且與第一中間區鄰接的第二中間區；刻蝕中間隔離層，刻蝕中間隔離層的刻蝕工藝對第一中間區的刻蝕速率大于對第二中間區的刻蝕速率，使中間隔離層形成所述目標隔離層，且使第一中間區形成目標隔離層的第一目標區，使第二中間區形成目標隔離層的第二目標區。

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，采用Certas刻蝕工藝刻蝕初始隔離層；采用SiCoNi刻蝕工藝刻蝕中間隔離層。

3.根據權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述初始隔離層、中間隔離層和目標隔離層的材料為氧化硅。

4.根據權利要求3所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述Certas刻蝕工藝包括遠程干法刻蝕和遠程干法刻蝕后進行的第一原位退火；所述遠程干法刻蝕的參數包括：采用的氣體包括NH₃和NF₃，NH₃的流量為200sccm～500sccm，NF₃的氣體流量為20sccm～200sccm，腔室壓強為0.1torr～760torr，溫度為-40攝氏度～25攝氏度；所述第一原位退火的參數包括：溫度為60攝氏度～100攝氏度，腔室壓強為0.1torr～760torr。

5.根據權利要求3所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述SiCoNi刻蝕工藝包括遠程等離子體刻蝕和遠程等離子體刻蝕后進行的第二原位退火；所述遠程等離子體刻蝕的參數包括：采用的氣體包括NH₃和NF₃，NH₃的流量為200sccm～500sccm，NF₃的氣體流量為20sccm～200sccm，源射頻功率為50瓦～2000瓦，偏置電壓為30伏～500伏，腔室壓強為0.1torr～760torr，溫度為-40攝氏度～25攝氏度；所述第二原位退火的參數包括：溫度為60攝氏度～100攝氏度，腔室壓強為0.1torr～760torr。

6.根據權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二中間區的頂部表面至鰭部的頂部表面具有第一距離，所述第二目標區的頂部表面至鰭部的頂部表面具有第二距離；所述第一距離為鰭部高度的5％～20％，所述第二距離為第一距離的30％～60％。

7.根據權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述初始隔離層之前，所述鰭部的頂部表面具有掩膜層；形成所述初始隔離層后，初始隔離層覆蓋鰭部的側壁和掩膜層的側壁且暴露出掩膜層的頂部表面；所述半導體器件的形成方法還包括：形成初始隔離層后，且在進行所述Certas刻蝕工藝之前，去除掩膜層，暴露出鰭部的頂部表面。

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，還包括：在形成所述初始隔離層之前，氧化所述鰭部的側壁。

9.根據權利要求8所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，氧化所述鰭部的側壁的工藝包括原位蒸汽生成法。