半导体器件及其形成方法技术

一种半导体器件及其形成方法，其中半导体器件的形成方法包括：在半导体衬底上形成并列排布的若干鳍部；在半导体衬底和鳍部上形成第一氧化硅层、及覆盖第一氧化硅层的缓冲应力层，缓冲应力层的材料能够避免缓冲应力层形成过程中的气体损伤鳍部；形成浅沟槽隔离结构，浅沟槽隔离结构低于鳍部；去除高于浅沟槽隔离结构的第一氧化硅层部分和缓冲应力层部分。在本技术方案中，缓冲应力层的材料能够避免缓冲应力层形成过程中的气体损伤鳍部，鳍部的形状不会产生较大变化。这样，在亚阈工作状态下，SS值和DIBL值均最小，鳍式场效应晶体管的栅极能够很好地控制鳍部中的亚阈电流，保持器件处于稳定的亚阈工作状态，半导体器件性能较佳。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，其中半导体器件的形成方法包括：在半导体衬底上形成并列排布的若干鳍部；在半导体衬底和鳍部上形成第一氧化硅层、及覆盖第一氧化硅层的缓冲应力层，缓冲应力层的材料能够避免缓冲应力层形成过程中的气体损伤鳍部；形成浅沟槽隔离结构，浅沟槽隔离结构低于鳍部；去除高于浅沟槽隔离结构的第一氧化硅层部分和缓冲应力层部分。在本技术方案中，缓冲应力层的材料能够避免缓冲应力层形成过程中的气体损伤鳍部，鳍部的形状不会产生较大变化。这样，在亚阈工作状态下，SS值和DIBL值均最小，鳍式场效应晶体管的栅极能够很好地控制鳍部中的亚阈电流，保持器件处于稳定的亚阈工作状态，半导体器件性能较佳。【专利说明】
本专利技术设及半导体
，特别设及一种。
技术介绍
在半导体
，平面MOS晶体管渐渐向S维（3D)罐式场效应晶体管（Fin Field Effect Transistor, Fin阳T)器件结构过渡。Fin阳T包括：位于所述半导体衬底上 的罐部、横跨罐部的栅极、位于栅极两侧罐部中的源极和漏极。栅极可W从罐部的两侧侧壁 及上表面对罐部进行控制，具有比平面MOS器件强得多对沟道的控制能力，能够很好的抑 制短沟道效应。而且相对其它器件具有更好的集成电路生产技术的兼容性。 现有的一种包括若干罐式场效应晶体管的半导体器件的形成方法包括：在半导体 衬底上形成并列排布的若干罐部；在所述罐部上和半导体衬底上形成衬垫层，包括分别沉 积第一氧化娃层、及位于第一氧化娃层上的第二氧化娃层，第一氧化娃层覆盖罐部上表面 及侧壁；接着，在相邻两罐部之间形成浅沟槽隔离结构，W隔离两罐部，浅沟槽隔离结构低 于罐部；之后，对罐部进行离子注入形成阱区，形成横跨阱区的栅极及位于栅极两侧阱区中 的源极和漏极。 浅沟槽隔离结构形成过程经历沉积和刻蚀步骤，在沉积过程中，衬垫层用于改善 罐部和半导体衬底与浅沟槽隔离结构的材料之间的界面特性。第一氧化娃层沉积过程的溫 度高，形成的第一氧化娃层的致密度高，且能够与罐部和半导体衬底形成较好的应力适配， 紧密粘附在一起。而第二氧化娃层沉积过程的溫度低，形成的第二氧化娃层的致密度低，在 浅沟槽隔离结构的沉积过程中作为吸收应力的缓冲应力层，避免罐部遭到应力作用而被拉 弯。 阳〇化]但是，使用上述现有技术形成的半导体器件性能不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，使用现有的包括若干罐式场效应晶体管的半导体器件形成 方法形成的半导体器件性能不佳。 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，该半导体器件的形成 方法包括： 提供半导体衬底； 在所述半导体衬底上形成并列排布的若干罐部； 在所述半导体衬底和罐部上形成第一氧化娃层、覆盖所述第一氧化娃层的缓冲应 力层，所述第一氧化娃层还覆盖罐部侧壁，所述缓冲应力层的材料能够避免缓冲应力层形 成过程中的气体损伤罐部； 在相邻两罐部之间形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构低于所述罐部，所 述缓冲应力层能够所述缓冲浅沟槽隔离结构与缓冲应力层之间界面的应力； 去除高于所述浅沟槽隔离结构的第一氧化娃层部分和缓冲应力层部分。 可选地，所述缓冲应力层的材料为SiN、SiON、或SiCN。 可选地，所述缓冲应力层的材料为SiN，所述缓冲应力层的厚度范围为 10A~50A。 可选地，使用原子层沉积工艺形成缓冲应力层。 可选地，使用原位蒸汽生成工艺形成所述第一氧化娃层。 可选地，在所述半导体衬底上形成并列排布的若干罐部的方法包括： 在所述半导体衬底上形成掩膜层，定义出罐部的位置； W所述掩膜层为掩膜，刻蚀半导体衬底形成若干罐部； 所述第一氧化娃层覆盖所述掩膜层。 可选地，所述掩膜层包括：第二氧化娃层及位于所述第二氧化娃层上的氮化娃层。 可选地，在所述半导体衬底上形成浅沟槽隔离结构的方法包括： 在所述缓冲应力层上形成浅沟槽隔离材料，所述浅沟槽隔离材料上表面高于所述 罐部上的缓冲应力层上表面； 去除高于所述氮化娃层的缓冲应力层部分及浅沟槽隔离材料部分； W所述氮化娃层和剩余的缓冲应力层部分为掩膜，刻蚀部分厚度的浅沟槽隔离材 料，剩余的浅沟槽隔离材料部分作为浅沟槽隔离结构。 可选地，使用流动化学气相沉积法形成浅沟槽隔离材料。 可选地，在所述流动化学气相沉积形成浅沟槽隔离材料过程的参数为： 反应气体包括硅烷胺和/或硅烷胺的衍生物、含氨气体、含氮气体和含氧气体； 所述硅烷氨和/或硅烷胺的衍生物的流量范围为Isccm~SOOOsccm,所述含氮气 体、含氨气体和含氧气体的流量均为范围为Isccm~lOOOsccm，沉积反应腔内的压力范围 为0.1 Torr~lOTorr，溫度范围为20°C~200°C。 可选地，在使用流动化学气相沉积形成浅沟槽隔离材料后，对所述浅沟槽隔离材 料进行退火处理。 可选地，去除高于所述浅沟槽隔离结构的缓冲应力层部分的方法包括： W所述浅沟槽隔离结构为掩膜，刻蚀去除高于所述浅沟槽隔离结构的缓冲应力层 部分； 所述缓冲应力层的材料为氮化娃，在刻蚀去除高于所述浅沟槽隔离结构的缓冲应 力层部分时，还刻蚀去除所述氮化娃层。 可选地，在去除高于所述浅沟槽隔离结构的缓冲应力层部分之后，去除高于所述 浅沟槽隔离结构的第一氧化娃层部分之前，还包括： W所述第一氧化娃层和第二氧化娃层为保护层，对所述罐部进行离子注入形成阱 区，注入的离子穿过第一氧化娃层和第二氧化娃层扩散进入罐部； 在去除高于所述浅沟槽隔离结构的第一氧化娃层部分的过程中，去除第二氧化娃 层。 可选地，去除高于所述浅沟槽隔离结构的第一氧化娃层部分和缓冲应力层部分 后，还包括： 在所述浅沟槽隔离结构上形成横跨罐部的栅极、及位于所述罐部与栅极之间的栅 介质层； 在每个所述罐部位于栅极两侧的阱区中形成源极和漏极，所述源极和漏极中的渗 杂类型与阱区中的渗杂类型反型。 本专利技术还提供一种半导体器件，该半导体器件包括： 半导体衬底； 位于所述半导体衬底上的并列排布的若干罐部； 位于相邻两罐部之间的浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构低于罐部；W及 位于所述浅沟槽隔离结构与半导体衬底和罐部侧壁之间的第一氧化娃层； 位于所述浅沟槽隔离结构与第一氧化娃层之间的缓冲应力层，所述缓冲应力层的 材料能够避免形成缓冲应力层过程中的气体损伤罐部； 位于所述浅沟槽隔离结构上且横跨所述罐部的栅极； 位于所述栅极与罐部之间的栅介质层； 每个所述罐部位于栅极两侧的部分中的源极和漏极。 可选地，所述缓冲应力层的材料为SiN、SiON、或SiCN。 W50] 可选地，所述缓冲应力层的材料为SiN，所述缓冲应力层的厚度范围为 1OA~50 A。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有W下优点： 虽然在第一氧化娃层的形成过程中，罐部表面遭到些许损伤，但是缓冲应力层的 材料能够避免形成缓冲应力层过程中的气体损伤罐部，因此，罐部的形状不会产生较大变 化，其侧壁与上表面之间的夹角接近直角。运样，在亚阔工作状态，SS值和DI化值均最小， 罐式场效应晶体管的栅极能够很好地控制罐部中的亚阔电流，W保持半导体器件处于稳定 的亚阔工作状态，半导体器件性能较佳。【附图说明】 阳05引图1是现有技术的罐部侧壁与其高度方向的夹角a分别与SS和DI化之间的坐 标图； 图2~12是本专利技术本文档来自技高网...

【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；在所述半导体衬底上形成并列排布的若干鳍部；在所述半导体衬底和鳍部上形成第一氧化硅层、覆盖所述第一氧化硅层的缓冲应力层，所述第一氧化硅层还覆盖鳍部侧壁，所述缓冲应力层的材料能够避免缓冲应力层形成过程中的气体损伤鳍部；在相邻两鳍部之间形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构低于所述鳍部，所述缓冲应力层能够缓冲所述浅沟槽隔离结构与缓冲应力层之间界面的应力；去除高于所述浅沟槽隔离结构的第一氧化硅层部分和缓冲应力层部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海，
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