半导体器件的形成方法技术

一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有第一鳍部和第二鳍部，第一鳍部具有第一宽度，第二鳍部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度；在半导体衬底上形成覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁的第一隔离膜；在所述第一隔离膜中形成凹槽，所述凹槽位于第二鳍部一侧，所述凹槽和第二鳍部之间的第一隔离膜形成控制层；采用流体化学气相沉积工艺在所述凹槽中形成第二隔离膜，所述流体化学气相沉积工艺包括含氧退火，所述含氧退火适于氧化第二鳍部的侧壁，从而形成副产层。所述方法能够提高第二鳍部和第一鳍部的宽度一致性。

The forming method of semiconductor devices

Including the method of forming a semiconductor device providing a semiconductor substrate having a first fin fin and the second portion of the semiconductor substrate, the first fin has a first width, second fin has second width, second width greater than the first width; forming a first isolation membrane covering the first fin side wall and the second side of the fin the wall on a semiconductor substrate; a groove is formed on the first insulating film, wherein the groove is located on one side of the fin second, control layer of the first isolation membrane between the groove and second fin formation; the fluid chemical vapor deposition process to form the second barrier film in the groove, the fluid chemical gas deposition process including oxygen annealing, the side wall of the oxygen annealing for oxidation of second fin, thus forming a by-product layer. The method can improve the width conformance of the second fin and the first fin.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。
技术介绍
MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，是现代集成电路中最重要的元件之一，MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(FinFET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。然而，现有技术中鳍式场效应晶体管构成的半导体器件的鳍部宽度一致性较差。
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的形成方法，以提高第二鳍部和第一鳍部的宽度一致性。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有第一鳍部和第二鳍部，第一鳍部具有第一宽度，第二鳍部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度；在半导体衬底上形成覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁的第一隔离膜；在所述第一隔离膜中形成凹槽，所述凹槽位于第二鳍部一侧，所述凹槽和第二鳍部之间的第一隔离膜形成控制层；采用流体化学气相沉积工艺在所述凹槽中形成第二隔离膜，所述流体化学气相沉积工艺包括含氧退火，所述含氧退火适于氧化第二鳍部的侧壁，从而形成副产层。可选的，所述含氧退火为水汽退火。可选的，所述流体化学气相沉积工艺包括：在所述凹槽中形成隔离流体层；进行水汽退火，使所述隔离流体层形成第二隔离膜。可选的，所述水汽退火的参数包括：采用的气体包括氧气、臭氧和气态水，退火温度为350摄氏度～750摄氏度。可选的，所述流体化学气相沉积工艺还包括：进行水汽退火后，对所述第二隔离膜进行致密化退火处理。可选的，所述致密化退火处理的参数包括：采用的气体包括氮气，退火温度为850摄氏度～1050摄氏度。可选的，所述控制层沿垂直于第二鳍部侧壁方向上的尺寸为5埃～50埃。可选的，所述第二隔离膜的材料为氧化硅。可选的，所述第一隔离膜的材料为氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅。可选的，所述第一鳍部和第二鳍部的顶部表面具有第一掩膜层；所述第一隔离膜还覆盖所述第一掩膜层的侧壁。可选的，所述半导体衬底包括逻辑器件区和核心器件区，逻辑器件区的半导体衬底上具有第三鳍部；所述第一鳍部和第二鳍部位于核心器件区的半导体衬底上；所述第三鳍部包括第三待去除鳍部和第三待保留鳍部；所述第一隔离膜还覆盖第三鳍部；所述半导体器件的形成方法还包括：形成第一隔离膜后，去除第三待去除鳍部。可选的，去除第三待去除鳍部的方法包括：在所述第一隔离膜上形成第二掩膜层，所述第二掩膜层中具有第一开口，第一开口下方具有第三待去除鳍部；以所述第二掩膜层为掩膜，沿着第一开口刻蚀去除第三待去除鳍部和第三待去除鳍部周围的部分第一隔离膜；去除第二掩膜层。可选的，所述第二掩膜层中还具有第二开口，第二开口暴露出相邻第二鳍部之间的部分第一隔离膜；所述半导体器件的形成方法还包括：以所述第二掩膜层为掩膜，沿着第二开口刻蚀去除部分第一隔离膜，形成凹槽。可选的，第一开口和第二开口的尺寸相同。可选的，形成第一开口的方法包括第一曝光；形成第二开口的方法包括第二曝光；第一曝光和第二曝光采用相同的掩膜版。可选的，所述第一隔离膜覆盖第一鳍部和第二鳍部的侧壁且暴露出第一鳍部和第二鳍部的顶部表面。可选的，第二隔离膜还覆盖第一隔离膜、以及第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；所述半导体器件的形成方法还包括：去除高于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面的第二隔离膜。可选的，所述第一隔离膜覆盖第一鳍部和第二鳍部的侧壁和顶部表面。可选的，第二隔离膜还覆盖第一隔离膜；所述半导体器件的形成方法还包括：去除高于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面的第二隔离膜和第一隔离膜。可选的，还包括：回刻蚀第一隔离膜、第二隔离膜和副产层，使第一隔离膜、第二隔离膜和副产层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；或者：回刻蚀第一隔离膜、第二隔离膜和副产层，使第一隔离膜和副产层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面，且去除第二隔离膜；或者：回刻蚀第一隔离膜、第二隔离膜和副产层，使第一隔离膜的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面，且去除第二隔离膜和副产层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的半导体器件的形成方法，利用形成第二隔离膜采用的流体化学气相沉积工艺中的含氧退火，使所述含氧退火作用于第二鳍部。一方面，在含氧退火的过程中，含氧退火能够氧化第二鳍部的侧壁，使得凹槽侧部的第二鳍部经过含氧退火后对应的宽度减小，因此使得凹槽侧部的第二鳍部经过水汽处理后对应的宽度和第一宽度之间的差值能够小于第二宽度与第一宽度之间的差值。因而提高了第二鳍部和第一鳍部的宽度一致性。另一方面，无需额外的含氧退火，简化了工艺。其次，所述控制层能够减缓含氧退火对第二鳍部的氧化速率，使得含氧退火后所述凹槽侧部的第二鳍部的宽度较为容易得到控制。附图说明图1是一种半导体器件的结构图；图2为沿着图1中切割线A-A1获得的剖面图；图3至图9是本专利技术一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图；图10至图18是本专利技术另一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术中形成的半导体器件的鳍部宽度一致性较差。图1是一种半导体器件的结构图，图2为沿着图1中切割线A-A1获得的剖面图，所述半导体器件为SRAM器件，所述半导体器件包括：半导体衬底100；两个第一鳍部110，位于半导体衬底100上；鳍部组，鳍部组位于半导体衬底100上，所述鳍部组包括两个相邻的第二鳍部111；两个第一鳍部110分别位于鳍部组的两侧，第一鳍部110和第二鳍部111相邻。第一鳍部110和第二鳍部111通过直接图形化半导体衬底100而形成。相邻第二鳍部111之间的距离为30nm～100nm。为了方便说明，将相邻第一鳍部110和第二鳍部111之间的凹槽称为第一凹槽，将相邻第二鳍部111之间的凹槽称为第二凹槽。然而，基于工艺设计的需要，相邻的第一鳍部110和第二鳍部111之间的距离小于相邻的第二鳍部111之间的距离。因此导致在图形化所述半导体衬底100的过程中，需要刻蚀去除较少的半导体衬底100的材料以形成第一凹槽，对应产生的副产物较少。因此导致在图形化所述半导体衬底100的过程中，需要刻蚀去除较多的半导体衬底100的材料以形成第二凹槽，对应产生的副产物较多。由于第一凹槽侧壁形成的副产物相对于第二凹槽侧壁形成的副产物较少，且副产物的聚集会降低刻蚀速率，因此导致对第一凹槽侧壁的刻蚀速率大于对第二凹槽侧壁的刻蚀速率。从而导致第一鳍部110的宽度小于第二鳍部111的宽度。降低了第一鳍部110和第二鳍部111的宽度一致性。在此基础上，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有第一鳍部和第二鳍部，第一鳍部具有第一宽度，第二鳍部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度；在半导体衬底上形成覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁的第一隔离膜；在所述第一隔离膜中形成凹槽，所述凹槽位于第二鳍部一本文档来自技高网...

【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，所述半导体衬底上具有第一鳍部和第二鳍部，第一鳍部具有第一宽度，第二鳍部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度；在半导体衬底上形成覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁的第一隔离膜；在所述第一隔离膜中形成凹槽，所述凹槽位于第二鳍部一侧，所述凹槽和第二鳍部之间的第一隔离膜形成控制层；采用流体化学气相沉积工艺在所述凹槽中形成第二隔离膜，所述流体化学气相沉积工艺包括含氧退火，所述含氧退火适于氧化第二鳍部的侧壁，从而形成副产层。

【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，所述半导体衬底上具有第一鳍部和第二鳍部，第一鳍部具有第一宽度，第二鳍部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度；在半导体衬底上形成覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁的第一隔离膜；在所述第一隔离膜中形成凹槽，所述凹槽位于第二鳍部一侧，所述凹槽和第二鳍部之间的第一隔离膜形成控制层；采用流体化学气相沉积工艺在所述凹槽中形成第二隔离膜，所述流体化学气相沉积工艺包括含氧退火，所述含氧退火适于氧化第二鳍部的侧壁，从而形成副产层。2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述含氧退火为水汽退火。3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述流体化学气相沉积工艺包括：在所述凹槽中形成隔离流体层；进行水汽退火，使所述隔离流体层形成第二隔离膜。4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述水汽退火的参数包括：采用的气体包括氧气、臭氧和气态水，退火温度为350摄氏度～750摄氏度。5.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述流体化学气相沉积工艺还包括：进行水汽退火后，对所述第二隔离膜进行致密化退火处理。6.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述致密化退火处理的参数包括：采用的气体包括氮气，退火温度为850摄氏度～1050摄氏度。7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述控制层沿垂直于第二鳍部侧壁方向上的尺寸为5埃～50埃。8.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二隔离膜的材料为氧化硅。9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一隔离膜的材料为氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅。10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一鳍部和第二鳍部的顶部表面具有第一掩膜层；所述第一隔离膜还覆盖所述第一掩膜层的侧壁。11.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底包括逻辑器件区和核心器件区，逻辑器件区的半导体衬底上具有第三鳍部；所述第一鳍部和第二鳍部位于核心器件区的半导体衬底上；所述第三鳍部包括第三待去除鳍部和第三待保留鳍部；所述第一隔离膜还覆盖第三鳍部；所述半导体器件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，洪中山，
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