一种半导体器件及其制备方法、电子装置制造方法及图纸

技术编号:15748883 阅读:71 留言:0更新日期:2017-07-03 09:24
本发明专利技术涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置,所述方法包括步骤S1:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括核心区和输入输出区,其中,在所述核心区和所述输入输出区上均形成有若干鳍片;步骤S2:在所述鳍片上形成环绕所述鳍片的含氮的栅极氧化物层;步骤S3:在所述含氮的栅极氧化物层上形成虚拟栅极并在所述虚拟栅极之间形成层间介电层;步骤S4:去除所述虚拟栅极,以形成虚拟开口;步骤S5:在所述栅极氧化物层和所述层间介电层上形成缓冲层;步骤S6:去除所述核心区中的所述缓冲层和所述栅极氧化物层,以露出所述半导体衬底;步骤S7:对所述输入输出区进行湿法清洗,以去除所述输入输出区中的所述缓冲层并对含氮的所述栅极氧化物层清洗。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制备方法、电子装置
本专利技术涉及半导体领域,具体地,本专利技术涉及一种半导体器件及其制备方法、电子装置。
技术介绍
集成电路性能的提高主要是通过不断缩小集成电路器件的尺寸以提高它的速度来实现的。目前,由于半导体工业已经进步到纳米技术工艺节点,特别是当半导体器件尺寸降到22nm或以下时,来自制造和设计方面的挑战已经促进了三维设计如鳍片场效应晶体管(FinFET)的发展。相对于现有的平面晶体管,所述FinFET器件在沟道控制以及降低浅沟道效应等方面具有更加优越的性能;平面栅极结构设置于所述沟道上方,而在FinFET中所述栅极环绕所述鳍片设置,因此能从三个面来控制静电,在静电控制方面的性能也更突出。其中,FinFET器件通常包括核心区和输入输出区,其中在器件制备过程中由于核心区和输入输出区需要形成不同的结构,例如通常在鳍片上形成含氮栅极氧化物和虚拟栅极之后,选用SiCoNi去除所述虚拟栅极,但是在该过程中通常会在含氮栅极氧化物造成含F副产物的残留,影响沟道界面层性能,从而降低迁移率。为了克服该问题,通常选用O3进行清洗所述含F副产物,然后选用DHF彻底去除所述含F副产物,但是在该过程中所述DHF损坏所述输入输出区中的含氮栅极氧化物,造成所述输入输出区中的含氮栅极氧化物中氮的损失,影响器件的性能。因此需要对目前所述半导体器件的制备方法进行改进,以消除所述问题,提供半导体器件的性能和良率。
技术实现思路

技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术为了克服目前存在问题,提供了一种半导体器件的制备方法,包括:步骤S1:提供半导体衬底,所述半导体衬底包括核心区和输入输出区,其中,在所述核心区和所述输入输出区上均形成有若干鳍片;步骤S2:在所述鳍片上形成环绕所述鳍片的含氮的栅极氧化物层;步骤S3:在所述含氮的栅极氧化物层上形成虚拟栅极并在所述虚拟栅极之间形成层间介电层,以填充所述虚拟栅极之间的间隙;步骤S4:去除所述虚拟栅极,以形成虚拟开口,露出含氮的所述栅极氧化物层;步骤S5:在所述栅极氧化物层和所述层间介电层上形成缓冲层,以覆盖所述栅极氧化物层和所述层间介电层;步骤S6:去除所述核心区中的所述缓冲层和所述栅极氧化物层,以露出所述半导体衬底;步骤S7:对所述输入输出区进行湿法清洗,以去除所述输入输出区中的所述缓冲层并对含氮的所述栅极氧化物层清洗。可选地,在所述步骤S7之后还进一步包括:步骤S8:在所述虚拟开口中形成界面层和高K介电层。可选地,所述步骤S2包括:步骤S21:选用原位水蒸气氧化的方法在所述鳍片的表面形成栅极氧化物层;步骤S22:选用去耦等离子体氮化的方法在所述栅极氧化物层中掺杂氮,以得到含氮的所述栅极氧化物层;步骤S23:执行氮化后热退火处理,以消除掺杂及修复所述栅极氧化物层中的等离子体损伤。可选地,在所述步骤S2中,在形成所述栅极氧化物层之前还进一步包括对所述鳍片执行阈值电压离子注入的步骤。可选地,所述步骤S6包括:步骤S61:在所述输入输出区的所述缓冲层上形成保护层,以覆盖所述缓冲层;步骤S62:去除所述核心区中所述缓冲层以及所述栅极氧化物层;步骤S63:去除所述保护层,以露出所述输入输出区中的所述缓冲层。可选地,在所述步骤S7中选用DHF进行所述湿法清洗。可选地,所述步骤S1包括:步骤S11:在所述核心区和所述输入输出区上形成若干鳍片;步骤S12:在所述鳍片上形成衬垫氧化物层;步骤S13:沉积隔离材料层,以覆盖所述鳍片;步骤S14:回蚀刻所述隔离材料层,以露出部分所述鳍片至目标高度。可选地,在所述步骤S6中,选用SiCoNi制程的方法全面去除所述缓冲层和所述栅极氧化物层,以露出所述半导体衬底。本专利技术还提供了一种基于上述的方法制备得到的半导体器件。本专利技术还提供了一种电子装置,包括上述的半导体器件。本专利技术为了解决现有技术中存在问题,提供了一种半导体器件的制备方法,所述方法在首先在核心区和输入输出区上的鳍片上形成栅极氧化物层和虚拟栅极,然后去除所述虚拟栅极,以露出栅极氧化物层,然后在所述栅极氧化物层上形成缓冲层,接着去除所述核心区中的所述缓冲层和所述栅极氧化物层,以露出所述半导体衬底,在该步骤中保留所述输入输出区中的所述缓冲层;对所述输入输出区进行湿法清洗,以去除所述输入输出区中的所述缓冲层并对含氮的所述栅极氧化物层清洗,在该过程中所述输入输出区的缓冲层对所述栅极氧化物层形成保护,以防止所述栅极氧化物层中的氮的损失,并且能够进一步提高所述输入输出区中所述栅极氧化物层的表面质量,以进一步提高器件的性能和良率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述,用来解释本专利技术的装置及原理。在附图中,图1为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图2为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图3为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图4为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图5为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图6为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图7为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图8为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图9为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图10为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图11为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图12为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图13为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图14为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备过程示意图;图15为本专利技术一具体地实施中所述半导体器件的制备的工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本专利技术发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是,本专利技术能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或本文档来自技高网...
一种半导体器件及其制备方法、电子装置

【技术保护点】
一种半导体器件的制备方法,包括:步骤S1:提供半导体衬底(101),所述半导体衬底包括核心区和输入输出区,其中,在所述核心区和所述输入输出区上均形成有若干鳍片(102);步骤S2:在所述鳍片(102)上形成环绕所述鳍片的含氮的栅极氧化物层(105);步骤S3:在所述含氮的栅极氧化物层上形成虚拟栅极(108)并在所述虚拟栅极之间形成层间介电层(107),以填充所述虚拟栅极之间的间隙;步骤S4:去除所述虚拟栅极,以形成虚拟开口,露出含氮的所述栅极氧化物层(105);步骤S5:在所述栅极氧化物层(105)和所述层间介电层(107)上形成缓冲层(106),以覆盖所述栅极氧化物层(105)和所述层间介电层(107);步骤S6:去除所述核心区中的所述缓冲层(106)和所述栅极氧化物层(105),以露出所述半导体衬底;步骤S7:对所述输入输出区进行湿法清洗,以去除所述输入输出区中的所述缓冲层并对含氮的所述栅极氧化物层(105)清洗。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制备方法,包括:步骤S1:提供半导体衬底(101),所述半导体衬底包括核心区和输入输出区,其中,在所述核心区和所述输入输出区上均形成有若干鳍片(102);步骤S2:在所述鳍片(102)上形成环绕所述鳍片的含氮的栅极氧化物层(105);步骤S3:在所述含氮的栅极氧化物层上形成虚拟栅极(108)并在所述虚拟栅极之间形成层间介电层(107),以填充所述虚拟栅极之间的间隙;步骤S4:去除所述虚拟栅极,以形成虚拟开口,露出含氮的所述栅极氧化物层(105);步骤S5:在所述栅极氧化物层(105)和所述层间介电层(107)上形成缓冲层(106),以覆盖所述栅极氧化物层(105)和所述层间介电层(107);步骤S6:去除所述核心区中的所述缓冲层(106)和所述栅极氧化物层(105),以露出所述半导体衬底;步骤S7:对所述输入输出区进行湿法清洗,以去除所述输入输出区中的所述缓冲层并对含氮的所述栅极氧化物层(105)清洗。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤S7之后还进一步包括:步骤S8:在所述虚拟开口中形成界面层和高K介电层。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2包括:步骤S21:选用原位水蒸气氧化的方法在所述鳍片的表面形成栅极氧化物层(105);步骤S22:选用去耦等离子体氮化的方法在所述栅极氧化物层中掺杂氮,以得到含氮的所述栅极氧化物层(105...

【专利技术属性】
技术研发人员:周飞
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
类型:发明
国别省市:上海,31

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