[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711285404.X
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109904072B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張城龍;劉盼盼;張海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路新技術(shù)研發(fā)(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產(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：提供基底；在基底上形成若干分立的柵極結(jié)構(gòu)；形成粘附層、停止層和第一介質(zhì)層，所述粘附層位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底表面以及柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁，所述停止層位于粘附層表面，所述第一介質(zhì)層位于基底上且覆蓋柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁，所述停止層位于第一介質(zhì)層和粘附層之間停止層粘附層；刻蝕所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一介質(zhì)層，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽的底部暴露出停止層，刻蝕柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一介質(zhì)層的工藝對粘附層的刻蝕速率大于對第一介質(zhì)層的刻蝕速率且小于對停止層的刻蝕速率。所述方法提高了半導(dǎo)體器件的性能。

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(金屬-氧化物-半導(dǎo)體)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)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：位于半導(dǎo)體襯底表面的柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層；位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)半導(dǎo)體襯底中的源漏摻雜區(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。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中MOS晶體管構(gòu)成的半導(dǎo)體器件的性能仍有待提高。

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：提供基底；在基底上形成若干分立的柵極結(jié)構(gòu)；形成粘附層、停止層和第一介質(zhì)層，所述粘附層位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底表面以及柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁，所述停止層位于粘附層表面，所述第一介質(zhì)層位于基底上且覆蓋柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁，所述停止層位于第一介質(zhì)層和粘附層之間；刻蝕所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一介質(zhì)層，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽的底部暴露出停止層，刻蝕柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一介質(zhì)層的工藝對粘附層的刻蝕速率大于對第一介質(zhì)層的刻蝕速率且小于對停止層的刻蝕速率。

可選的，所述停止層的材料為金屬氧化物。

可選的，所述停止層的材料為氧化鋁、氧化鈦或氧化鉭。

可選的，所述停止層的材料為氮化鋁或氮化鈦。

可選的，所述粘附層的材料為氮化硅、碳化硅、碳氮化硅或氮氧化硅。

可選的，所述粘附層和停止層的總厚度為15埃～50埃。

可選的，所述停止層的厚度為5埃～45埃。

可選的，所述第一介質(zhì)層的材料包括氧化硅。

可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極結(jié)構(gòu)本體、柵保護(hù)層和側(cè)墻，所述柵保護(hù)層位于柵極結(jié)構(gòu)本體的頂部表面，所述側(cè)墻位于柵極結(jié)構(gòu)本體和柵保護(hù)層的側(cè)壁；所述半導(dǎo)體器件的形成方法還包括：在形成柵極結(jié)構(gòu)、粘附層、停止層和第一介質(zhì)層之前，在所述基底上形成偽柵極結(jié)構(gòu)；在所述偽柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成側(cè)墻；形成粘附層、停止層和第一介質(zhì)層，粘附層位于基底表面和側(cè)墻的側(cè)壁，停止層位于粘附層的表面，第一介質(zhì)層位于基底、粘附層和停止層上；在形成粘附層、停止層和第一介質(zhì)層之后，去除偽柵極結(jié)構(gòu)，在第一介質(zhì)層中形成柵開口；在柵開口中形成所述柵極結(jié)構(gòu)本體和所述柵保護(hù)層。

可選的，形成所述粘附層、停止層和第一介質(zhì)層的方法包括：在所述基底表面、側(cè)墻的側(cè)壁表面、以及偽柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻的頂部形成粘附膜；在粘附膜表面形成停止膜；在停止膜上形成第一介質(zhì)膜，且第一介質(zhì)膜填充于相鄰偽柵極結(jié)構(gòu)之間；平坦化第一介質(zhì)膜、停止膜和粘附膜直至暴露出偽柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻的頂部表面，使第一介質(zhì)膜形成所述第一介質(zhì)層，使粘附膜形成所述粘附層，使停止膜形成所述停止層。

可選的，形成所述粘附膜的工藝包括原子層沉積工藝；形成所述停止膜的工藝包括原子層沉積工藝。