[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件及其形成方法，其中方法包括：提供基底；在基底上形成第一介质层和位于第一介质层中的目标栅极结构，第一介质层中具有位于目标栅极结构上的第一槽；刻蚀第一槽侧壁的第一介质层以扩大第一槽的开口，形成第二槽；在第二槽中形成保护层，保护层的介电常数大于第一介质层的介电常数；在目标栅极结构和保护层两侧的第一介质层中形成插塞。所述方法提高了半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。

MOS晶体管的工作原理是：通过在栅极结构施加电压，调节栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

然而，现有技术中MOS晶体管构成的半导体器件的性能较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提高半导体器件的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底；在基底上形成第一介质层和位于第一介质层中的目标栅极结构，第一介质层中具有位于目标栅极结构上的第一槽；刻蚀第一槽侧壁的第一介质层以扩大第一槽的开口，形成第二槽；在第二槽中形成保护层，保护层的介电常数大于第一介质层的介电常数；在目标栅极结构和保护层两侧的第一介质层中形成插塞。

可选的，刻蚀第一槽侧壁的第一介质层以扩大第一槽的开口的工艺包括湿法刻蚀工艺，参数包括：采用的溶液为氢氟酸溶液。

可选的，所述第一槽具有相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁平行于目标栅极结构的延伸方向；在刻蚀第一槽侧壁的第一介质层的过程中，对第一槽第一侧壁的刻蚀量为3nm～10nm，对第一槽第二侧壁的刻蚀量为3nm～10nm。

可选的，所述保护层和插塞之间具有第一介质层的材料。

可选的，在平行于基底顶部表面且垂直于目标栅极结构延伸方向上，所述保护层和插塞之间的第一介质层的尺寸在2nm以上。

可选的，所述保护层和插塞之间不具有第一介质层的材料。

可选的，形成所述保护层的步骤包括：在所述第二槽中以及第一介质层上形成保护材料层；去除第一介质层上的保护材料层，形成保护层。

可选的，所述保护层的相对介电常数为5.0～7.4；所述第一介质层的材料为氧化硅或低K介质材料。

可选的，所述保护层的材料为氮化硅、氮氧化硅或氮化硼。

可选的，在平行于基底顶部表面且垂直于目标栅极结构延伸方向上，所述插塞的顶部尺寸大于插塞的底部尺寸。

可选的，形成所述第一介质层、目标栅极结构和第一槽的方法包括：在基底上形成第一介质层和贯穿第一介质层的初始栅极结构；去除部分初始栅极结构以降低初始栅极结构的高度，形成目标栅极结构和位于目标栅极结构上的第一槽。

可选的，所述初始栅极结构包括初始栅极结构本体和位于初始栅极结构本体侧壁的初始侧墙；所述目标栅极结构包括目标栅极结构本体和位于目标栅极结构本体侧壁的目标侧墙；去除部分初始栅极结构的方法包括：去除部分初始栅极结构本体以降低初始栅极结构本体的高度，形成目标栅极结构本体；去除部分初始栅极结构本体后，去除部分初始侧墙以降低初始侧墙的高度，形成目标侧墙。

可选的，在形成插塞之前，还包括：在所述第一介质层和保护层上形成第二介质层；在所述目标栅极结构和保护层两侧形成贯穿第一介质层和第二介质层的通孔；在所述通孔中形成插塞。