[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010190883.2
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN113496948A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海洋;紀(jì)世良;劉盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（深圳）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務(wù)所 31319
• 代理人: 侯莉

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，該半導(dǎo)體器件的形成方法包括：在第一區(qū)、第二區(qū)和切割區(qū)上形成橫跨鰭部的初始柵極結(jié)構(gòu)；在初始柵極結(jié)構(gòu)上形成具有掩模開口的掩膜層，掩模開口還延伸至與切割區(qū)相鄰的鰭部上；以掩膜層為掩膜刻蝕掩模開口底部的部分初始柵極結(jié)構(gòu),以形成初始溝槽；在初始溝槽的側(cè)壁形成側(cè)墻；以側(cè)墻和掩膜層為掩膜刻蝕初始溝槽底部的初始柵極結(jié)構(gòu)，以使初始溝槽形成柵極切割溝槽，柵極切割溝槽將初始柵極結(jié)構(gòu)分割為位于柵極切割溝槽兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)。采用上述方案，利用具有掩模開口的掩膜層限制初始溝槽的位置，利用側(cè)墻限制柵極切割溝槽的位置，柵極切割溝槽不會發(fā)生位移，對兩側(cè)鰭部的應(yīng)力相等，半導(dǎo)體器件的性能更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵尺寸的減小，在集成電路制造工藝中，逐漸采用鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)來替代平面器件。在FinFET中，形成于柵極中的柵極阻隔很重要，柵極阻隔關(guān)系到器件的漏電、驅(qū)動電流等性能。

因此，在半導(dǎo)體集成電路的制造過程中，對金屬柵極進行刻蝕，以形成柵極切割溝槽是非常重要的步驟。柵極切割溝槽的位置和寬度決定了柵極阻隔的位置和大小，進而影響著半導(dǎo)體器件的性能。

當(dāng)前，在對金屬柵極進行刻蝕以形成柵極切割溝槽的過程中，通常會存在最終形成柵極切割溝槽的位置與最初設(shè)定的柵極切割溝槽的位置出現(xiàn)偏移的問題，使得柵極切割溝槽到兩側(cè)的鰭部之間的距離不相等，由此由于應(yīng)力影響會對器件的電壓產(chǎn)生影響，進一步影響半導(dǎo)體器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中，因最終形成的柵極切割溝槽到兩側(cè)的鰭部之間的距離不相等而造成的應(yīng)力對器件電壓的影響，進一步使得半導(dǎo)體器件性能較差的問題。

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件及其形成方法,其中，采用該半導(dǎo)體器件的形成方法形成的半導(dǎo)體器件，柵極切割溝槽到兩側(cè)的鰭部之間的距離對稱，半導(dǎo)體器件的性能更好。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)、第二區(qū)和位于所述第一區(qū)和所述第二區(qū)之間的切割區(qū)；

在所述半導(dǎo)體襯底的所述第一區(qū)和所述第二區(qū)上分別形成若干分立的鰭部；

在所述第一區(qū)、所述第二區(qū)和所述切割區(qū)上形成橫跨所述鰭部的初始柵極結(jié)構(gòu)；

在所述初始柵極結(jié)構(gòu)上形成掩膜層,所述掩膜層中具有位于切割區(qū)上的掩模開口,且所述掩模開口還延伸至與所述切割區(qū)相鄰的所述鰭部上；

以所述掩膜層為掩膜刻蝕所述掩模開口底部的部分所述初始柵極結(jié)構(gòu),在所述初始柵極結(jié)構(gòu)中形成初始溝槽，所述初始溝槽的底面暴露出部分所述鰭部的頂面；

在所述初始溝槽的側(cè)壁形成側(cè)墻，且所述側(cè)墻位于部分所述鰭部的頂部表面上；

以所述側(cè)墻和所述掩膜層為掩膜刻蝕所述初始溝槽底部的所述初始柵極結(jié)構(gòu)，以使所述初始溝槽形成柵極切割溝槽，所述柵極切割溝槽將所述初始柵極結(jié)構(gòu)分割為位于所述柵極切割溝槽兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，還包括：形成柵極切割溝槽之后，去除所述側(cè)墻；去除所述側(cè)墻之后，在所述柵極切割溝槽內(nèi)形成柵極阻隔。

可選的，還包括：在形成所述初始柵極結(jié)構(gòu)之前，在所述鰭部側(cè)部的半導(dǎo)體襯底上形成隔離結(jié)構(gòu)；形成所述初始柵極結(jié)構(gòu)之后，所述初始柵極結(jié)構(gòu)還位于所述隔離結(jié)構(gòu)上；在去除所述側(cè)墻之前，刻蝕柵極切割溝槽底部的部分厚度的隔離結(jié)構(gòu)，在所述隔離結(jié)構(gòu)的中形成隔離開口；所述柵極阻隔還形成在所述隔離開口中。

可選的，通過各向異性干法刻蝕工藝刻蝕所述初始柵極結(jié)構(gòu)以形成所述初始溝槽。

可選的，所述以所述側(cè)墻和所述掩膜層為掩膜刻蝕所述初始溝槽底部的所述初始柵極結(jié)構(gòu)的工藝包括：濕法刻蝕工藝。