半导体器件及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其形成方法，所述半导体器件的形成方法包括：在去除部分第一阻挡材料层，形成露出覆盖在栅极，以及部分导电层的第一阻挡层，并在第一阻挡层露出的栅极以及导电层上形成金属硅化物层后，在所述半导体衬底上形成填充层。所述填充层填充在去除部分第一阻挡材料层过程中，因为去除了部分侧墙致使在侧墙和栅极之间形成的缺口。从而提高后续形成的半导体器件的导电层和栅极之间的绝缘性，以避免后续使用过程中，出现因为侧墙和栅极之间的缺口从而造成导电层和栅极被击穿的缺陷的现象，从而进一步降低栅极和导电层之间被击穿的概率，提高后续形成的半导体器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
随着集成电路技术发展，半导体器件特征尺寸(Critical Dimension，CD)越来越小，集成电路上的半导体器件的集成度不断增加。在集成电路上，在半导体衬底上包括多层半导体器件，且同一层以及不同层的半导体器件的晶体管通过互连结构电连接。如静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)包括多个晶体管，各个晶体管的栅极，以及源极和漏极按照特定的电路结构，通过导电插塞等互连结构连接，用以传递信号。图1为传统的晶体管结构示意图，现有的晶体管结构包括：位于半导体衬底10上的栅极20，在所述半导体衬底10内，位于所述栅极20两侧的源极和漏极21，其中在所述栅极20以及源极和漏极21上分别形成有插塞22和23。所述插塞22和23用于连接位于同一层或是不同层间的其他晶体管，以实现信号传递。然而，在实际操作中，插塞等互连结构需要占据晶体管之间较大的空间，从而增加半导体器件的尺寸，因而无法满足半导体器件不断减小的趋势要求。为此，现有技术出现一种双层多晶硅结构的晶体管。参考图2，所述双层多晶硅结构的晶体管结构包括：形成于半导体衬底10上的多晶硅栅极30，以及位于所述多晶硅栅极30两侧源极和漏极31；在所述源极或漏极31(或是栅极上30)形成有另一多晶硅层32，所述多晶硅层32同时覆盖在晶体管(图中未显示)的源极和漏极33(或是多晶硅栅极)上；之后在于所述多晶硅层32上形成金属硅化物层34，所述多晶硅层32和金属硅化物层34作为互连结构实现不同晶体管之间电连接。上述双层多晶硅结构的晶体管中，以多晶硅层32和金属硅化物层34作为
导电层取代导电插塞等互连结构，以实现同一层晶体管之间电连接，从而减小半导体器件的结构。但现有的双层多晶硅结构的晶体管中多晶硅层32和多晶硅栅极30之间容易出现被电击穿缺陷，晶体管的性能稳定性差。为此，如何提高双层多晶硅结构的晶体管的性能，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法，从而有效降低双层多晶硅结构的晶体管中，多晶硅层和多晶硅栅极被电击穿概率，提高晶体管性能。为解决上述问题，本专利技术提供的半导体器件的形成方法包括：提供半导体衬底；形成位于半导体衬底上的栅极、位于栅极侧壁的侧墙，以及位于所述栅极两侧的半导体衬底中的源极和漏极；在所述半导体衬底上形成导电层，所述导电层至少覆盖所述源极或是漏极，且露出部分栅极以及栅极一侧的部分侧墙，在所述导电层、栅极和侧墙之间形成开口；在所述半导体衬底上形成第一阻挡材料层，所述第一阻挡材料层覆盖所述导电层、栅极和侧墙；去除部分所述第一阻挡材料层，以形成露出所述栅极和部分导电层的第一阻挡层，在去除部分所述第一阻挡材料层时，去除所述开口所露出的部分侧墙，在侧墙位置处的栅极侧壁上形成缺口；在露出的栅极和导电层表面形成金属硅化物层；在形成所述金属硅化物层后，在所述半导体衬底上形成填充层，所述填充层填充所述缺口；在所述半导体衬底上形成介质层，用以形成互连结构。可选地，所述填充层为氧化硅层；形成所述填充层的步骤包括：以正硅酸乙酯作为反应物，采用亚常压化学气相沉积工艺形成所述氧化硅层。可选地，所述亚常压化学气相沉积工艺的步骤包括：通入含有正硅酸乙酯和氧气的气体作为反应气体，且正硅酸乙酯和氧气的流量比为1:5～1:10，反应气体的气压为300～800Torr，反应温度为400～600℃。可选地，去除部分所述第一阻挡材料层，以形成露出所述栅极和部分导电层的第一阻挡层的步骤包括：先进行干法刻蚀步骤，去除部分第一阻挡材料层，露出部分导电层；之后再进行湿法刻蚀步骤。可选地，所述干法刻蚀步骤包括：以含有CF4、C4F8和O2的气体作为刻蚀气体，控制功率为200～800W，干法刻蚀剂的气压为30～100mTorr。可选地，所述湿法刻蚀步骤包括：以稀释的氢氟酸溶液为湿法刻蚀剂。可选地，所述侧墙的材料为氧化硅。可选地，形成导电层的步骤包括：在所述半导体衬底上形成多晶硅层，之后向所述多晶硅层内掺杂离子，掺杂离子后的多晶硅层作为所述导电层。可选地，形成金属硅化物层的步骤包括：在露出的所述栅极和导电层表面上形成金属层，之后进行退火工艺，在露出的所述栅极和导电层表面形成所述金属硅化物层。可选地，在形成所述填充层后，形成所述介质层前，所述半导体器件的形成方法还包括：在所述半导体衬底上保型覆盖第二阻挡层。可选地，在所述半导体衬底上保型覆盖第二阻挡层的步骤包括：在所述半导体衬底上保型覆盖掺杂氧的氮化硅层，之后在所述掺杂氧的氮化硅层上形成氮化硅层，以所述掺杂氧的氮化硅层和氮化硅层的叠层作为所述第二阻挡层。可选地，在所述半导体衬底上形成填充层的步骤包括，使所述填充层的厚度为本专利技术还提供了一种半导体器件，包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底上的栅极、位于栅极侧壁的侧墙，以及位于所述栅极两侧的源极和漏极，其中，在所述侧墙和栅极之间形成有缺口；至少覆盖所述源极或漏极的导电层，所述导电层露出部分栅极、栅极一侧的部分侧墙，以及所述缺口；位于所述导电层上的第一阻挡层，所述第一阻挡层露出所述栅极和部分导电层，以及所述缺口；覆盖所述第一阻挡层所露出的栅极和导电层的金属硅化物层；位于所述金属硅化物层上的填充层，所述填充层填充所述缺口；覆盖在所述半导体衬底的介质层，所述介质层内用于形成互连结构。可选地，所述填充层为以正硅酸乙酯作为反应物，采用亚常压化学气相沉积工艺所形成的氧化硅层。可选地，所述侧墙的材料为氧化硅。可选地，所述导电层为掺杂离子的多晶硅层。可选地，所述半导体器件还包括：保型覆盖于所述半导体衬底上的第二阻挡层。可选地，所述第二阻挡层包括掺杂氧的氮化硅层，以及位于所述掺杂氧的氮化硅层上的氮化硅层。可选地，所述填充层的厚度为与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：在本专利技术半导体器件的形成方法中，在去除部分第一阻挡材料层，形成露出部分导电层和栅极，以用以在导电层以及栅极表面形成金属硅化物层的第一阻挡层后，在所述半导体衬底上形成填充层，所述填充层可填充去除部
分第一阻挡材料层的过程中，因为去除部分侧墙从而在侧墙位置处的栅极侧壁上形成的缺口，进而提高所述导电层和栅极之间的绝缘性，以避免后续使用过程中，出现因为侧墙和栅极之间的缺口从而造成导电层和栅极被击穿的缺陷的现象，从而进一步降低栅极和导电层之间被击穿的概率，提高后续形成的半导体器件的性能。附图说明图1是传统的晶体管的结构示意图；图2是现有的双层多晶硅结构的晶体管的结构示意图；图3和图4是图2中双层多晶硅结构的晶体管形成过程中的结构示意图；图5是图2所示的双层多晶硅结构的晶体管制备过程中，采用干法刻蚀工艺去除部分阻挡层后的半导体器件的结构示意图；图6～图14为本专利技术半导体器件的形成方法一实施例各步骤中的半导体器件的结构示意图；图15是采用本专利技术半导体器件的形成方法一实施例形成的半导体器件的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
所述，双层多晶硅结构的晶体管中，通过形成在晶体管源极或漏极(或是栅极上)上的多晶硅层，以实现不同晶体管之间电连接。然而，在使用过程中，通过现有工艺形成的双层多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；形成位于半导体衬底上的栅极、位于栅极侧壁的侧墙，以及位于所述栅极两侧的半导体衬底中的源极和漏极；在所述半导体衬底上形成导电层，所述导电层至少覆盖所述源极或是漏极，且露出部分栅极以及栅极一侧的部分侧墙，在所述导电层、栅极和侧墙之间形成开口；在所述半导体衬底上形成第一阻挡材料层，所述第一阻挡材料层覆盖所述导电层、栅极和侧墙；去除部分所述第一阻挡材料层，以形成露出所述栅极和部分导电层的第一阻挡层，在去除部分所述第一阻挡材料层时，去除所述开口所露出的部分侧墙，在侧墙位置处的栅极侧壁上形成缺口；在露出的栅极和导电层表面形成金属硅化物层；在形成所述金属硅化物层后，在所述半导体衬底上形成填充层，所述填充层填充所述缺口；在所述半导体衬底上形成介质层，用以形成互连结构。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；形成位于半导体衬底上的栅极、位于栅极侧壁的侧墙，以及位于所述栅极两侧的半导体衬底中的源极和漏极；在所述半导体衬底上形成导电层，所述导电层至少覆盖所述源极或是漏极，且露出部分栅极以及栅极一侧的部分侧墙，在所述导电层、栅极和侧墙之间形成开口；在所述半导体衬底上形成第一阻挡材料层，所述第一阻挡材料层覆盖所述导电层、栅极和侧墙；去除部分所述第一阻挡材料层，以形成露出所述栅极和部分导电层的第一阻挡层，在去除部分所述第一阻挡材料层时，去除所述开口所露出的部分侧墙，在侧墙位置处的栅极侧壁上形成缺口；在露出的栅极和导电层表面形成金属硅化物层；在形成所述金属硅化物层后，在所述半导体衬底上形成填充层，所述填充层填充所述缺口；在所述半导体衬底上形成介质层，用以形成互连结构。2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述填充层为氧化硅层；形成所述填充层的步骤包括：以正硅酸乙酯作为反应物，采用亚常压化学气相沉积工艺形成所述氧化硅层。3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述亚常压化学气相沉积工艺的步骤包括：通入含有正硅酸乙酯和氧气的气体作为反应气体，且正硅酸乙酯和氧气的流量比为1:5～1:10，反应气体的气压为300～800Torr，反应温度为400～600℃。4.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，去除部分所述
\t第一阻挡材料层，以形成露出所述栅极和部分导电层的第一阻挡层的步骤包括：先进行干法刻蚀步骤，去除部分第一阻挡材料层，露出部分导电层；之后再进行湿法刻蚀步骤。5.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述干法刻蚀步骤包括：以含有CF4、C4F8和O2气体作为刻蚀气体，控制功率为200～800W，干法刻蚀剂的气压为30～100mTorr。6.如权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述湿法刻蚀步骤包括：以稀释的氢氟酸溶液为湿法刻蚀剂。7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述侧墙的材料为氧化硅。8.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成导电层的步骤包括：在所述半导体衬底上形成多晶硅层，之后向所述多晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亮，董天化，柳会雄，金岚，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31