[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710468976.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN109103252B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇
• 申請（專利權(quán)）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(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，其中方法包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有鰭部；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成覆蓋鰭部部分側(cè)壁的目標(biāo)隔離層，目標(biāo)隔離層包括位于半導(dǎo)體襯底表面且與鰭部鄰接的第一目標(biāo)區(qū)、以及位于半導(dǎo)體襯底表面且與第一目標(biāo)區(qū)鄰接的第二目標(biāo)區(qū)，所述第一目標(biāo)區(qū)中具有凹陷，所述凹陷的側(cè)壁暴露出鰭部；形成目標(biāo)隔離層后，形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨鰭部、覆蓋鰭部的部分頂部表面和部分側(cè)壁表面，且所述柵極結(jié)構(gòu)位于目標(biāo)隔離層表面和所述凹陷中。所述方法使半導(dǎo)體器件的性能提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)

MOS晶體管是現(xiàn)代集成電路中最重要的元件之一。MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的漏區(qū)。MOS晶體管的工作原理是：在柵極結(jié)構(gòu)施加電壓，通過調(diào)節(jié)柵極結(jié)構(gòu)底部溝道的電流來產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的平面式的MOS晶體管對溝道電流的控制能力變?nèi)酰斐蓢?yán)重的漏電流。而鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin FET)是一種新興的多柵器件，一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁表面的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的鰭部內(nèi)的漏區(qū)。

然而，現(xiàn)有的鰭式場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的性能有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，以提高半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有鰭部；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成覆蓋鰭部部分側(cè)壁的目標(biāo)隔離層，目標(biāo)隔離層包括位于半導(dǎo)體襯底表面且與鰭部鄰接的第一目標(biāo)區(qū)、以及位于半導(dǎo)體襯底表面且與第一目標(biāo)區(qū)鄰接的第二目標(biāo)區(qū)，所述第一目標(biāo)區(qū)中具有凹陷，所述凹陷的側(cè)壁暴露出鰭部；形成目標(biāo)隔離層后，形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨鰭部、覆蓋鰭部的部分頂部表面和部分側(cè)壁表面，且所述柵極結(jié)構(gòu)位于目標(biāo)隔離層表面和所述凹陷中。

可選的，形成所述目標(biāo)隔離層的方法包括：在所述半導(dǎo)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(cè)壁且暴露出鰭部的頂部表面；采用Certas刻蝕工藝刻蝕初始隔離層，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(dǎo)體襯底表面且與鰭部鄰接的第一中間區(qū)、以及位于半導(dǎo)體襯底表面且與第一中間區(qū)鄰接的第二中間區(qū)；采用SiCoNi刻蝕工藝刻蝕中間隔離層，SiCoNi刻蝕工藝對第一中間區(qū)的刻蝕速率大于對第二中間區(qū)的刻蝕速率，使中間隔離層形成所述目標(biāo)隔離層，且使第一中間區(qū)形成目標(biāo)隔離層的第一目標(biāo)區(qū)，使第二中間區(qū)形成目標(biāo)隔離層的第二目標(biāo)區(qū)。

可選的，所述初始隔離層、中間隔離層和目標(biāo)隔離層的材料為氧化硅。

可選的，所述Certas刻蝕工藝包括遠(yuǎn)程干法刻蝕和遠(yuǎn)程干法刻蝕后進(jìn)行的第一原位退火；所述遠(yuǎn)程干法刻蝕的參數(shù)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(qiáng)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(shù)包括：溫度為60攝氏度～100攝氏度，腔室壓強(qiáng)為0.1torr～760torr。