[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201711116553.3
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN109786458B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王青鵬
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路新技術研發(上海)有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;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，半導體襯底包括密集區和稀疏區；

在所述半導體襯底上形成第一鰭部組、第二鰭部組和偽鰭部，第一鰭部組位于半導體襯底稀疏區上，第二鰭部組位于半導體襯底密集區上，第一鰭部組和第二鰭部組均包括若干本征鰭部，密集區本征鰭部的排列密度大于稀疏區本征鰭部的排列密度，所述偽鰭部分別位于第一鰭部組兩側、第二鰭部組兩側、以及稀疏區相鄰的本征鰭部之間；

在半導體襯底上形成第一隔離層，第一隔離層覆蓋偽鰭部的部分側壁和本征鰭部的部分側壁；

去除偽鰭部，在第一隔離層中形成第一槽；

在所述第一槽中形成第二隔離層；

在第一隔離層和第二隔離層上形成第一柵極結構，第一柵極結構橫跨所述稀疏區的本征鰭部，且覆蓋稀疏區本征鰭部的部分頂部表面和部分側壁表面；在第一隔離層和第二隔離層上形成第二柵極結構，第二柵極結構橫跨所述密集區的本征鰭部，且覆蓋密集區本征鰭部的部分頂部表面和部分側壁表面。

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，還包括：在形成所述第一隔離層之前，在所述半導體襯底上形成附加鰭部；所述本征鰭部和偽鰭部均為初始鰭部；附加鰭部和初始鰭部構成若干分立的鰭部環，在各個鰭部環中，初始鰭部相對排布，附加鰭部相對排布，附加鰭部的兩端分別與相鄰的初始鰭部連接；初始鰭部的排列方向垂直于初始鰭部的延伸方向，附加鰭部的排列方向平行于附加鰭部的延伸方向；

所述半導體器件的形成方法還包括：形成所述第一隔離層之后，第一隔離層還覆蓋附加鰭部的部分側壁；在去除所述偽鰭部的過程中去除所述附加鰭部，在第一隔離層中形成第二槽；形成第二隔離層后，第二隔離層還位于第二槽中。

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，所述初始鰭部等距排列。

4.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，形成所述若干鰭部環的方法包括：在所述半導體襯底密集區和稀疏區上形成鰭部材料層；在密集區和稀疏區的鰭部材料層上形成多個分立的犧牲層；在所述犧牲層的兩側側壁形成第一側墻，在形成第一側墻的過程中，在犧牲層的兩側側壁形成第二側墻，第二側墻的兩端分別與相鄰的第一側墻連接，第二側墻和第一側墻呈環狀結構；形成第一側墻和第二側墻后，去除犧牲層；去除犧牲層后，以第一側墻和第二側墻為掩膜刻蝕鰭部材料層，在半導體襯底密集區和稀疏區上形成若干鰭部環；以第一側墻和第二側墻為掩膜刻蝕鰭部材料層后，去除第一側墻和第二側墻。

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，形成所述第一隔離層的方法包括：在所述半導體襯底、偽鰭部、第一鰭部組和第二鰭部組上形成第一隔離材料層；回刻蝕部分第一隔離材料膜，使第一隔離材料層形成所述第一隔離層。

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，還包括：在去除所述偽鰭部之前，在所述本征鰭部表面和第一隔離層的頂部表面形成掩膜保護層，且所述掩膜保護層暴露出偽鰭部表面；以所述掩膜保護層為掩膜刻蝕去除偽鰭部，在第一隔離層中形成第一槽；形成所述第二隔離層后，去除所述掩膜保護層。

7.根據權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在刻蝕去除偽鰭部的工藝中，對偽鰭部的刻蝕速率相對于對掩膜保護層的刻蝕速率之比值為100:1～1000:1。

8.根據權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述掩膜保護層為單層結構；所述掩膜保護層的材料為SiN、SiCN、SiBN、TiN或TaN。

9.根據權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述掩膜保護層為疊層結構；所述掩膜保護層包括第一保護層和位于第一保護層表面的第二保護層，第一保護層位于所述本征鰭部表面和第一隔離層的頂部表面，且第一保護層暴露出偽鰭部表面。