[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201811230197.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN111081547B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 紀世良;朱永吉
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 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，所述鰭部上具有分別橫跨所述鰭部的第一偽柵極結構和第二偽柵極結構，所述第一偽柵極結構覆蓋鰭部的部分頂部和側壁表面，且所述第二偽柵極結構覆蓋鰭部的部分頂部和側壁表面，所述半導體襯底上具有層間介質層，且覆蓋第一偽柵極結構的側壁和第二偽柵極結構的側壁；

在所述層間介質層、第一偽柵極結構以及第二偽柵極結構上形成硬掩膜層，所述硬掩膜層內具有第一開口，且所述第一開口暴露出第一偽柵極結構頂部表面；

以所述硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述第一偽柵極結構和位于第一偽柵極結構底部的鰭部，在所述層間介質層和鰭部內形成溝槽，且在形成所述溝槽的刻蝕過程中，對所述硬掩膜層的刻蝕速率小于對氮化硅材料的刻蝕速率。

2.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料為金屬氮化物。

3.如權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料包括：氮化鈦、氮化鉭、氮化銅、氮化鎢、氮化鉑、氮化鋁、氮化鎳和氮化鈷中的一種或多種。

4.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層為單層結構或者多層重疊結構。

5.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的厚度小于600埃。

6.如權利要求5所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的厚度為50埃～300埃。

7.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一開口的形成方法包括：在所述硬掩膜層上形成光膠層，所述光膠層內具有第二開口，且暴露出第一偽柵極結構；以所述光膠層為掩膜，刻蝕所述硬掩膜層，在所述硬掩膜層內形成第一開口。

8.如權利要求7所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在所述硬掩膜層上形成光膠層前，還包括：在所述硬掩膜層表面形成抗反射涂層；所述第一開口的形成方法還包括：以所述光膠層為掩膜，刻蝕所述抗反射涂層，在所述抗反射涂層內形成第三開口。

9.如權利要求7所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述光膠層的厚度為600埃～1800埃。

10.如權利要求8所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述抗反射涂層的厚度為200埃～900埃。

11.如權利要求8所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述第一開口后，形成所述溝槽前，還包括：去除硬掩膜層表面的抗反射涂層和位于抗反射涂層表面的圖形化的光膠層。

12.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述溝槽的深寬比為4:1～8:1。

13.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述溝槽的形成方法包括：以所述硬掩膜層為掩膜，刻蝕去除第一開口底部的第一偽柵極結構，在所述層間介質層內形成初始溝槽；形成初始溝槽后，刻蝕去除初始溝槽底部的鰭部，在所述層間介質層和鰭部內形成溝槽。

14.如權利要求13所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述半導體襯底上還具有隔離層，所述隔離層覆蓋鰭部的部分側壁，且隔離層的頂部表面低于鰭部的頂部表面；所述溝槽的形成方法還包括：刻蝕去除初始溝槽底部的隔離層，在所述層間介質層和鰭部內形成溝槽。

15.如權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述溝槽后，還包括：在所述溝槽內形成隔離結構。