[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底；

在所述基底上形成源漏材料层和位于源漏材料层上的掩膜层，所述掩膜层中具有第一槽，第一槽暴露出部分源漏材料层；

在第一槽的侧壁形成保护层；

以所述掩膜层和保护层为掩膜，刻蚀第一槽底部的源漏材料层，在源漏材料层中形成贯穿源漏材料层的第二槽；

形成第二槽后，去除保护层；

去除保护层后，形成沟道材料层和位于沟道材料层上的栅极结构，所述沟道材料层位于第一槽与第二槽的侧壁和底部；

形成沟道材料层和栅极结构后，去除掩膜层；

形成所述沟道材料层和栅极结构的方法包括：去除保护层后，在所述第一槽和第二槽的侧壁和底部、以及掩膜层上形成沟道材料膜；在所述沟道材料膜表面形成栅极结构材料层；形成所述栅极结构材料层后，形成填充满第一槽和第二槽的填充层；平坦化所述栅极结构材料层和沟道材料膜直至暴露出掩膜层和填充层的顶部表面，使沟道材料膜形成沟道材料层，使栅极结构材料层形成栅极结构。

2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料包括氮化硅；所述掩膜层的材料包括氧化硅。

3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述保护层的步骤包括：在所述第一槽的侧壁和底部以及掩膜层的顶部表面形成保护材料层；回刻蚀保护材料层直至暴露出掩膜层的顶部表面和源漏材料层的顶部表面，形成所述保护层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述填充层的材料为氧化硅或底部抗反射层材料。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述填充层的工艺包括旋涂工艺。

6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，平坦化所述栅极结构材料层和沟道材料膜的工艺包括化学机械研磨工艺。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：平坦化所述栅极结构材料层和沟道材料膜后，去除所述填充层。

8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在去除所述填充层的过程中去除所述掩膜层。

9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述沟道材料膜的材料包括MoS₂；形成所述沟道材料膜的工艺包括固体源气相化学沉积工艺。

10.根据权利要求9所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述固体源气相化学沉积工艺的参数包括：采用的固体源包括MoO₃和S、采用的载体气体包括Ar，温度为600摄氏度～900摄氏度。

11.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述沟道材料层的厚度为5nm～10nm。

12.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述源漏材料层的材料包括多晶硅。

13.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述栅极结构层包括位于沟道材料层上的栅介质层和位于栅介质层上的栅电极层。

14.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：在形成所述源漏材料层和掩膜层之前，在所述基底表面形成界面层；所述源漏材料层位于界面层表面；在形成沟道材料层之前，所述第二槽的底部暴露出界面层；所述沟道材料层还位于界面层表面。

15.根据权利要求14所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述界面层的材料包括氧化硅。