[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910507430.5
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN112086355B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周飛
• 申請(qǐng)（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): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78
• 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: 吳敏

本發(fā)明提供半導(dǎo)體器件及其形成方法，包括：提供襯底，在所述襯底上依次交替形成至少一層犧牲層和至少一層襯層；刻蝕所述襯層、所述犧牲層以及部分厚度的所述襯底，在所述襯底上形成有若干鰭部；在所述襯底上形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)；去除所述偽柵結(jié)構(gòu)下的部分所述鰭部上的所述犧牲層，形成通道；利用本發(fā)明的形成方法能夠消除半導(dǎo)體器件在使用的過程中出現(xiàn)的自熱效應(yīng)，提高半導(dǎo)體器件的使用性能和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)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)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展。器件作為最基本的半導(dǎo)體器件，目前正被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的平面器件對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)酰a(chǎn)生短溝道效應(yīng)而導(dǎo)致漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為了克服器件的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin?FET)，鰭式場效應(yīng)晶體管是一種常見的多柵器件，鰭式場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)包括：位于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部和隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)覆蓋部分所述鰭部的側(cè)壁，位于襯底上且橫跨鰭部的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。

隨著對(duì)器件性能不斷提出的更高要求，催生了四面控制的全包圍柵結(jié)構(gòu)(Gate-all-around)。具有全包圍柵極(Gate-all-around)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件擁有有效地限制短溝道效應(yīng)(Short?channel?effect)的特殊性能，正是業(yè)界在遵循摩爾定律不斷縮小器件尺寸的革新中所極其渴望的。全包圍柵極結(jié)構(gòu)中的薄硅膜構(gòu)成的器件溝道被器件的柵極包圍環(huán)繞，而且僅被柵極控制。

其中，自熱效應(yīng)是指因?yàn)槠骷ぷ鲿r(shí)因?yàn)閮?nèi)部溫度升高，使其載流子遷移率降低，造成器件電流降低的現(xiàn)象；對(duì)鰭式場效應(yīng)晶體管器件而言，其特殊的三維結(jié)構(gòu)同樣使其工作時(shí)產(chǎn)生的熱量很難散消散。

因此，導(dǎo)致現(xiàn)有形成的全包圍柵極結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件的性能較差。

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，從而提高半導(dǎo)體器件的使用性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供半導(dǎo)體器件的形成方法，包括步驟：提供襯底，在所述襯底上依次交替形成至少一層犧牲層和至少一層襯層；刻蝕所述襯層、所述犧牲層以及部分厚度的所述襯底，在所述襯底上形成有若干鰭部；在所述襯底上形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)；去除所述偽柵結(jié)構(gòu)下的部分所述鰭部上的所述犧牲層，形成通道。

可選的，若干所述鰭部至少包括第一鰭部和第二鰭部。

可選的，所述第一鰭部的寬度是所述第二鰭部的寬度的2～3倍，且去除所述偽柵結(jié)構(gòu)下的所述第一鰭部上的所述犧牲層，形成通道。

可選的，去除所述犧牲層之后，還包括，將所述偽柵結(jié)構(gòu)替換成金屬柵極結(jié)構(gòu)，所述金屬柵極結(jié)構(gòu)填充滿所述通道。

可選的，在所述襯底上形成橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)之后，去除所述偽柵結(jié)構(gòu)下的部分所述鰭部上的所述犧牲層，形成通道之前，還包括，在所述偽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成側(cè)墻，以所述側(cè)墻和所述偽柵結(jié)構(gòu)為掩膜，依次刻蝕部分所述鰭部上的所述襯層和所述犧牲層，直至暴露出所述襯底。

可選的，直至暴露出所述襯底之后，去除所述偽柵結(jié)構(gòu)下的部分所述鰭部上的所述犧牲層，形成通道之前，還包括，去除所述側(cè)墻下的所述鰭部上的所述犧牲層，在所述犧牲層的側(cè)壁上形成內(nèi)側(cè)墻。

可選的，將所述偽柵結(jié)構(gòu)替換成金屬柵極結(jié)構(gòu)之后，還包括，形成外延層，所述外延層包括刻蝕后的所述鰭部上的所述襯層的兩端。

可選的，所述犧牲層的材料包括硅、鍺、硅鍺、砷化鎵中的一種或者多種。

可選的，所述襯層的材料包括硅、鍺、硅鍺、砷化鎵中的一種或者多種。