[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201810145438.7
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN110164767B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 周飛
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/8234
• 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：

提供基底，所述基底具有第一區，所述基底上具有第一鰭部和第一偽柵極結構，所述第一偽柵極結構橫跨第一鰭部，覆蓋第一鰭部部分頂部表面和部分側壁表面，所述第一偽柵極結構包括第一偽柵極層；

在所述基底、第一鰭部和第一偽柵極結構上形成介質層，所述介質層覆蓋所述第一偽柵極結構側壁表面；

去除所述第一偽柵極層，在介質層中形成第一柵開口；

在第一柵開口底部形成界面層；

在第一柵開口的側壁和底部形成位于界面層上的柵介質層；

在柵介質層上形成犧牲層，所述犧牲層頂部表面低于第一鰭部頂部表面，所述犧牲層覆蓋第一鰭部側壁的部分柵介質層表面，暴露出所述第一鰭部頂部和部分側壁表面的柵介質層；

對犧牲層暴露出的柵介質層下方的界面層進行退火處理，使未被犧牲層覆蓋的部分界面層厚度增加；

退火處理后，去除所述犧牲層；

去除所述犧牲層后，在所述柵介質層表面形成柵電極層，所述柵電極層填充滿所述第一柵開口。

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，去除所述犧牲層后，形成柵電極層前，還包括：在所述柵介質層表面形成功函數層。

3.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，所述界面層的材料包括氧化硅；形成所述界面層的工藝包括濕法氧化工藝。

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，所述濕法氧化工藝的參數包括：采用的溶液為臭氧溶液，所述臭氧溶液的濃度為20ppm～1000ppm，溫度為25攝氏度～200攝氏度，時間為30秒～200秒。

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，所述界面層厚度為8埃～15埃。

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，所述退火處理的參數包括：采用的氣體包括氧氣，氧氣濃度為0～1000ppm，溫度為800攝氏度～1050攝氏度。

7.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：形成柵介質層后，形成所述犧牲層前，在所述第一柵開口的側壁和底部以及介質層上形成位于柵介質層表面的覆蓋層，所述犧牲層暴露出所述第一鰭部頂部和部分側壁表面的覆蓋層。

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，所述覆蓋層的材料包括TiN或TaN。

9.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，所述犧牲層的形成方法包括：形成覆蓋層后，在覆蓋層表面形成初始犧牲層；去除第一鰭部頂部表面和部分側壁表面的初始犧牲層，形成犧牲層，所述犧牲層頂部低于第一鰭部的頂部表面，所述犧牲層暴露出第一鰭部頂部表面和部分側壁表面的覆蓋層。

10.根據權利要求9所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述犧牲層的形成方法還包括：在第一柵開口內以及介質層上形成初始掩膜層，所述初始掩膜層位于初始犧牲層表面，所述初始掩膜層頂部表面高于介質層頂部表面；回刻蝕所述初始掩膜層，暴露出第一鰭部頂部表面和部分側壁表面的初始犧牲層，形成掩膜層，所述掩膜層頂部表面低于第一鰭部頂部表面；形成掩膜層后，去除掩膜層暴露出的第一鰭部頂部和部分側壁表面的初始犧牲層，形成犧牲層。

11.根據權利要求10所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述掩膜層頂部表面與第一鰭部頂部表面的距離為20nm～40nm。

12.根據權利要求10所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，還包括：形成犧牲層后，進行退火處理前，去除犧牲層表面的掩膜層。

13.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，所述犧牲層的材料包括：非晶硅或多晶硅。