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:15748902 阅读:67 留言:0更新日期:2017-07-03 09:30
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,在所述半导体衬底上形成有若干行鳍片;步骤S2:图案化所述鳍片,以在所述鳍片延伸方向上将每一行所述鳍片分割为若干相互间隔的鳍片结构;步骤S3:在所述半导体衬底上形成隔离材料层,以覆盖所述鳍片结构的底部并填充所述鳍片结构底部之间的间隙;步骤S4:在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成绝缘层,以覆盖所述鳍片结构的侧壁上以及所述隔离材料层;步骤S5:在所述鳍片结构上形成环绕所述鳍片结构的虚拟栅极,同时在所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上的所述绝缘层上形成虚拟栅极。

【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
随着半导体技术的不断发展,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,由于高器件密度、高性能和低成本的需求,半导体工业已经进步到纳米技术工艺节点,半导体器件的制备受到各种物理极限的限制。随着CMOS器件尺寸的不断缩小,来自制造和设计方面的挑战促使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,FinFET是用于20nm及以下工艺节点的先进半导体器件,其可以有效控制器件按比例缩小所导致的难以克服的短沟道效应,还可以有效提高在衬底上形成的晶体管阵列的密度,同时,FinFET中的栅极环绕鳍片(鳍形沟道)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。在FinFET器件中在制备金属栅极的过程中通常需要首先形成虚拟栅极栅极以定义所述金属栅极的关键尺寸,为了减小该区域的面积,通常在STI区域上形成单一虚拟栅极,并在所述虚拟栅极上形成间隙壁,但是在形成间隙壁的过程中可能会出现空隙,则会造成所述虚拟栅极与有源区桥连的问题,而且在去除所述虚拟栅极的过程中会对有源区器件造成损坏,使器件的性能和良率下降。为了提高半导体器件的性能和良率,需要对器件的制备方法作进一步的改进,以便消除上述问题。
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,在所述半导体衬底上形成有若干行鳍片;步骤S2:图案化所述鳍片,以在所述鳍片延伸方向上将每一行所述鳍片分割为若干相互间隔的鳍片结构;步骤S3:在所述半导体衬底上形成隔离材料层,以覆盖所述鳍片结构的底部并填充所述鳍片结构底部之间的间隙;步骤S4:在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成绝缘层,以覆盖所述鳍片结构的侧壁上以及所述隔离材料层;步骤S5:在所述鳍片结构上形成环绕所述鳍片结构的虚拟栅极,同时在所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上的所述绝缘层上形成虚拟栅极。可选地,所述步骤S4包括:步骤S41:在所述鳍片结构和所述隔离材料层上形成绝缘材料层,以覆盖所述鳍片结构和所述隔离材料层;步骤S42:在所述隔离材料层上的所述绝缘材料层上形成保护层,以覆盖每行中所述鳍片结构之间的所述绝缘材料层;步骤S43:去除所述鳍片结构顶部的所述绝缘材料层,以露出所述鳍片结构;步骤S44:去除所述保护层,以在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成所述绝缘层。可选地,所述步骤S2包括:步骤S21:在所述鳍片上形成掩膜层并图案化,以形成开口,在所述鳍片的延伸方向上露出所述鳍片的中间部分;步骤S22:以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述鳍片,以在鳍片延伸方向形成若干相互间隔的所述鳍片结构。可选地,在所述步骤S5之后,所述方法还包括:步骤S6:去除所述虚拟栅极。可选地,所述步骤S1包括:步骤S11:提供半导体衬底并在所述半导体衬底上形成垫氧化物层和硬掩膜层;步骤S12:图案化所述硬掩膜层、所述垫氧化物层和所述半导体衬底,以形成所述鳍片。可选地,所述步骤S3包括:步骤S31:沉积隔离材料层,以覆盖所述鳍片结构和所述半导体衬底;步骤S32:回蚀刻所述隔离材料层,以露出部分所述鳍片结构,形成具有目标高度的鳍片结构。可选地,在所述步骤S5中,还进一步包括在所述虚拟栅极的侧壁上形成间隙壁的步骤。可选地,在所述步骤S5中,还进一步包括在所述虚拟栅极的两侧外延生长半导体材料的步骤,以在所述虚拟栅极的两侧形成抬升源漏。本专利技术还提供了一种如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。为了克服现有技术中存在的问题,本专利技术提供了一种半导体器件的制备方法,在所述方法中在形成相互间隔的鳍片结构之后,还进一步包括在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成绝缘层,以覆盖所述鳍片结构的侧壁,在所述隔离材料层上的所述绝缘层上形成虚拟栅极和间隙壁的过程中,所述绝缘层可以防止所述虚拟栅极与有源区桥连的问题,而且还可以避免在去除所述虚拟栅极的过程中会对有源区器件造成损坏,进一步提高了器件的性能和良率。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为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图2为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图3为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图4为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图5为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图6为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图7为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图8为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图9为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图10为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图11为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图12为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图13为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图14为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图15为本专利技术中所述半导体器件的制备过程示意图;图16为制备本专利技术所述半导体器件的工艺流程图。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、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本专利技术教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它本文档来自技高网...
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),在所述半导体衬底(101)上形成有若干行鳍片(104);步骤S2:图案化所述鳍片,以在所述鳍片延伸方向上将每一行所述鳍片分割为若干相互间隔的鳍片结构;步骤S3:在所述半导体衬底上形成隔离材料层(105),以覆盖所述鳍片结构的底部并填充所述鳍片结构底部之间的间隙;步骤S4:在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成绝缘层(106),以覆盖所述鳍片结构的侧壁上以及所述隔离材料层;步骤S5:在所述鳍片结构上形成环绕所述鳍片结构的虚拟栅极,同时在所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上的所述绝缘层上形成虚拟栅极。

【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),在所述半导体衬底(101)上形成有若干行鳍片(104);步骤S2:图案化所述鳍片,以在所述鳍片延伸方向上将每一行所述鳍片分割为若干相互间隔的鳍片结构;步骤S3:在所述半导体衬底上形成隔离材料层(105),以覆盖所述鳍片结构的底部并填充所述鳍片结构底部之间的间隙;步骤S4:在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成绝缘层(106),以覆盖所述鳍片结构的侧壁上以及所述隔离材料层;步骤S5:在所述鳍片结构上形成环绕所述鳍片结构的虚拟栅极,同时在所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上的所述绝缘层上形成虚拟栅极。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4包括:步骤S41:在所述鳍片结构和所述隔离材料层上形成绝缘材料层,以覆盖所述鳍片结构和所述隔离材料层;步骤S42:在所述隔离材料层上的所述绝缘材料层上形成保护层,以覆盖每行中所述鳍片结构之间的所述绝缘材料层;步骤S43:去除所述鳍片结构顶部的所述绝缘材料层,以露出所述鳍片结构;步骤S44:去除所述保护层,以在所述鳍片结构的侧壁上以及所述鳍片结构之间的所述隔离材料层上形成所述绝缘层。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S...

【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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