[发明专利]半导体器件及其形成方法在审

专利信息
申请号: 201910097600.7 申请日: 2019-01-31
公开(公告)号: CN111508897A 公开(公告)日: 2020-08-07
发明(设计)人: 王楠 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司
主分类号: H01L21/8234 分类号: H01L21/8234;H01L27/088
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 徐文欣;吴敏
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 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,方法包括:提供衬底,衬底包括沿第一方向排列的第一区、第二区和第三区;在衬底上形成多个平行排列的鳍部,各鳍部的延伸方向平行于第一方向;形成横跨多个鳍部的牺牲栅极结构和多个栅极结构,栅极结构位于衬底第一区和第三区上,栅极结构的延伸方向为第二方向,牺牲栅极结构位于第二区上;在衬底上形成介质层;在介质层上形成具有第一开口和第二开口的掩膜层,第一开口位于第二区上暴露出牺牲栅极结构,第二开口位于第一区和第三区上暴露出部分栅极结构;以掩膜层为掩膜,刻蚀第一开口底部的牺牲栅极结构和鳍部、以及第二开口暴露出的部分栅极结构,分别形成第一沟槽和第二沟槽。所述方法提高了半导体器件的性能。

技术领域

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

随着半导体制造技术的飞速发展,半导体器件朝着更高的元件密度,以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件,目前正被广泛应用,传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱,产生短沟道效应而导致漏电流,最终影响半导体器件的电学性能。

鳍式场效应晶体管(Fin FET)等三维结构的设计成为本领域关注的热点。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件,Fin FET一般具有从衬底上向上垂直延伸的多个薄的鳍部,所述鳍部中形成Fin FET的沟道,在鳍部上形成栅极结构,在栅极结构的两侧的鳍部中形成有源区和漏区,且相邻鳍部之间通过隔离结构隔离开来。

随着器件的不断小型化,为了制作尺寸更小、分别更密集的鳍部,隔离结构的制作也出现了新的技术,例如一种单扩散隔断隔离结构的制造技术,其一般分布在沿鳍部的长度方向上,通过去除鳍部的某些区域,在鳍部中形成一个甚至多个隔断沟槽,这些沟槽中填充二氧化硅等绝缘材料后,可以将鳍部分隔成多个小鳍部,由此可以防止鳍部两相邻区域之间以及相邻的两个鳍部之间的漏电流,还可以避免鳍部中形成的源区和漏区之间的桥接。

然而,现有技术中单扩散隔断隔离结构的形成半导体器件的工序复杂。

发明内容

本发明解决的技术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。

为解决上述技术问题,本发明提供一种半导体器件的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底包括沿第一方向排列的第一区、第二区和第三区;在所述衬底上形成多个平行排列的鳍部,各鳍部的延伸方向均平行于第一方向,各个鳍部均从第一区,穿过第二区,延伸至第三区;分别在衬底第一区和第三区上形成多个栅极结构,所述多个栅极结构均横跨所述多个鳍部,所述多个栅极结构的延伸方向为第二方向,所述第二方向垂直于第一方向;在衬底第二区上形成牺牲栅极结构,所述牺牲栅极结构横跨所述多个鳍部,所述牺牲栅极结构平行于栅极结构;在所述衬底上形成介质层,所述介质层覆盖鳍部、牺牲栅极结构和栅极结构,所述介质层暴露出牺牲栅极结构顶部表面和栅极结构顶部表面;在所述介质层上形成掩膜层,所述掩膜层内具有第一开口和第二开口,第一开口位于第二区上,第二开口位于第一区和第三区上,所述第一开口底部暴露出牺牲栅极结构,所述第二开口暴露出位于衬底第一区和第三区上的部分栅极结构;以所述掩膜层为掩膜,去除所述第一开口底部的牺牲栅极结构和鳍部;去除所述第二开口暴露出的栅极结构,在介质层内形成第一沟槽和第二沟槽,所述第一沟槽位于衬底第二区上,所述第二沟槽位于衬底第一区和第三区上。

可选的,所述掩膜层的材料包括:氮化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。

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