[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

本公开涉及半导体器件及其形成方法。一种方法，包括：蚀刻半导体衬底以形成沟槽；以及使用原子层沉积(ALD)循环来沉积电介质层。电介质层延伸到沟槽中。ALD循环包括：脉冲六氯乙硅烷(HCD)到半导体衬底；清除HCD；脉冲三乙胺到半导体衬底；以及清除三乙胺。然后对电介质层执行退火工艺。

技术领域

本公开涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

随着集成电路不断缩小以及对集成电路速度的要求越来越高，晶体管需要在尺寸越来越小的情况下具有更高的驱动电流。由此开发出鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET包括位于衬底上方的垂直半导体鳍。半导体鳍被用来形成源极区域和漏极区域，并且在源极区域和漏极区域之间形成沟道区域。形成浅沟槽隔离(STI)区域以限定半导体鳍。FinFET还包括栅极堆叠，其被形成在半导体鳍的侧壁和顶表面上。

在STI区域的形成和FinFET的形成中，首先形成STI区域，例如，使用可流动的氧化物，然后使用紫外线(UV)固化或含氧环境中的热氧化进行后处理。然后对相应晶圆进行退火。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：蚀刻半导体衬底以形成沟槽；使用原子层沉积(ALD)循环来沉积电介质层，其中，所述电介质层延伸到所述沟槽中，并且其中，所述ALD循环包括：脉冲六氯乙硅烷(HCD)到所述半导体衬底；清除所述HCD；脉冲三乙胺到所述半导体衬底；以及清除所述三乙胺；以及对所述电介质层执行退火工艺。

根据本公开的另一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：在半导体条带上沉积电介质层，其中，沉积所述电介质层包括循环，并且所述循环包括：将硅原子和氯原子附接到所述半导体条带上的氧原子；用氮原子和烷基取代所述氯原子；以及用氧原子取代所述氮原子和烷基的第一部分；用OH键来移除所述氮原子和烷基的第二部分；以及对所述电介质层进行退火以形成Si-O-Si键。

根据本公开的又一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：形成第一半导体条带；沉积电介质层，所述电介质层包括氧化硅，碳掺杂在所述氧化硅中，其中所述电介质层包括：水平部分；以及垂直部分，所述垂直部分与所述水平部分的端部连接，其中，所述垂直部分与所述第一半导体条带的下部的侧壁接触，其中，所述第一半导体条带的顶部突出高于所述垂直部分的顶表面以形成半导体鳍；以及形成在所述半导体鳍的侧壁和顶表面上延伸的栅极堆叠。

附图说明

在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各个方面。应当注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。

图1、2A、2B、和3至9是根据一些实施例的在浅沟槽隔离(STI)区域和鳍式场效应晶体管(FinFET)的形成中的中间阶段的横截面视图。

图10示出了根据一些实施例的在SiNOCH膜的形成中的原子层沉积(ALD)循环。

图11A和11B分别示出了根据一些实施例的六氯乙硅烷和三乙胺的化学结构和符号。

图12示出了根据一些实施例的SiNOCH膜的示意性化学结构。

图13示意性地示出了根据一些实施例的分离SiNOCH膜的两个部分的接缝(seam)。

图14示出了根据一些实施例的对SiNOCH膜执行湿法退火工艺之后的示意性化学结构。

图15和16分别示意性地示出了根据一些实施例的在低温湿法退火工艺和高温湿法退火工艺之后的接缝处的键。

图17示出了根据一些实施例的在干法退火工艺之后的氧化硅的示意性化学结构。

图18示意性地示出了根据一些实施例的接缝处的交联(cross-link)。