鳍片式半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了鳍片式半导体器件及其制造方法。所述鳍片式半导体器件的制造方法包括：提供半导体结构，其中该半导体结构包括鳍片和位于鳍片之间的沟槽，所述沟槽被部分地填充有隔离物；对沟槽中的隔离物执行第一掺杂以使隔离物表面以下的一部分形成刻蚀阻挡层。由于形成的刻蚀阻挡层可以减小HF/SiCoNi对氧化物(例如二氧化硅)等的刻蚀速率，即可以减小在后续步骤中由于通过HF/SiCoNi刻蚀伪栅极绝缘物等而造成的对隔离物的刻蚀损耗，从而可以提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及鳍片式半导体器件及其制造方法。
技术介绍
随着MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)器件的尺寸逐渐减小，短沟道效应(ShortChannelEffect，SCE)变成一个关键问题。FINFET(FinField-EffectTransistor，鳍式场效应晶体管)器件对沟道电荷显示出优良的栅极控制能力，并且由于较好的静电控制能力，可以进一步使得CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)器件的尺寸减小，例如可以减小到20nm节点以下。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现，现有技术中，在形成FINFET器件过程中，由于鳍片(FIN)之间的填充物受到刻蚀损耗，导致鳍片中的沟道区包含了沟道停止注入层，使得沟道区具有杂质，从而降低FINFET器件性能。本专利技术的一个目的是提供一种鳍片式半导体器件的制造方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种鳍片式半导体器件的制造方法，包括：提供半导体结构，其中所述半导体结构包括鳍片和位于鳍片之间的沟槽，所述沟槽被部分地填充有隔离物；对所述沟槽中的隔离物执行第一掺杂以使所述隔离物表面以下的一部分形成刻蚀阻挡层。在一些实施例中，执行所述第一掺杂所掺入的材料包含：硅和/或碳。在一些实施例中，所述刻蚀阻挡层的上表面为所述隔离物的上表面。在一些实施例中，所述第一掺杂为离子注入，其中，通过离子注入向所述隔离物注入硅离子和/或碳离子。在一些实施例中，所述离子注入方向垂直于所述隔离物的上表面，以及所述离子注入的条件包括：注入能量为0.5K-3KeV，注入浓度为1.0×1015-8.0×1016atom/cm3。在一些实施例中，所述制造方法还包括：对形成有刻蚀阻挡层的半导体结构执行退火处理。在一些实施例中，所述退火为尖峰退火，其中所述尖峰退火的退火温度范围为850-1050℃。在一些实施例中，在所述第一掺杂之后，以及所述退火处理之前，所述制造方法还包括：对所述鳍片执行沟道停止注入处理，以在所述鳍片中形成沟道阻止层；其中，所述沟道阻止层的上表面低于所述刻蚀阻挡层的上表面。在一些实施例中，所述制造方法还包括：在所述鳍片上形成伪栅极绝缘物、伪栅极、源极和漏极；在半导体结构上沉积层间电介质以隔离各个鳍片；去除所述伪栅极以及所述伪栅极绝缘物；在所述鳍片上形成高介电常数电介质和栅极。在一些实施例中，提供半导体结构的步骤包括：提供衬底；对所述衬底执行第二掺杂形成所期望的阱区；在所述阱区上形成图案化的硬掩模，以所述硬掩模作为阻挡层，刻蚀所述衬底以形成鳍片结构；在各个鳍片之间的沟槽中沉积形成隔离物，所述隔离物包括衬里氧化物和填充物；平坦化所述隔离物以暴露所述硬掩模；刻蚀沟槽中的隔离物以使所述隔离物部分地填充沟槽。根据本专利技术的第二方面，提供了一种鳍片式半导体器件，包括：半导体结构，包括鳍片和位于鳍片之间的沟槽，所述沟槽被部分地填充有隔离物；其中所述隔离物表面以下的一部分形成有刻蚀阻挡层。在一些实施例中，所述刻蚀阻挡层包含：硅和/或碳。在一些实施例中，所述刻蚀阻挡层的上表面为所述隔离物的上表面。在一些实施例中，所述鳍片中形成有沟道阻止层，其中，所述沟道阻止层的上表面低于所述刻蚀阻挡层的上表面。在一些实施例中，所述鳍片式半导体器件还包括：位于所述鳍片上的高介电常数电介质、栅极、源极和漏极。由于形成的刻蚀阻挡层包含了由硅和/或碳与氧化物或者氮化物等组成的组合物，这可以减小HF/SiCoNi对氧化物(例如二氧化硅)等的刻蚀速率，即可以减小在后续步骤中由于通过HF/SiCoNi刻蚀伪栅极绝缘物(例如二氧化硅)等而造成的对隔离物的刻蚀损耗，从而可以提高器件性能。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中：图1A是示意性地示出现有技术中的鳍片式半导体结构的示意图。图1B是示意性地示出现有技术中的鳍片式半导体结构在被制作场效应晶体管器件的过程中，鳍片之间的沟槽中的隔离物被损耗的示意图。图2是示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造方法的流程图。图3A是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图3B是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图3C是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图3D是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图3E是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图3F是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中图3E所示的阶段的结构沿AA’方向的横截面图。图3G是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构沿图3E的AA’方向的横截面图。图3H是示意性地示出根据本专利技术一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构沿图3E的AA’方向的横截面图。图4A是示意性地示出形成根据本专利技术一些实施例的半导体结构的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图4B是示意性地示出形成根据本专利技术一些实施例的半导体结构的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图4C是示意性地示出形成根据本专利技术一些实施例的半导体结构的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图4D是示意性地示出形成根据本专利技术一些实施例的半导体结构的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图4E是示意性地示出形成根据本专利技术一些实施例的半导体结构的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图4F是示意性地示出形成根据本专利技术一些实施例的半导体结构的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5A是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5B是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5C是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5D是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5E是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5F是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5G是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5H是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的横截面图。图5I是示意性地示出根据本专利技术另一些实施例的鳍片式半导体器件的制造过程中的一个阶段的结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，其中所述半导体结构包括鳍片和位于鳍片之间的沟槽，所述沟槽被部分地填充有隔离物；对所述沟槽中的隔离物执行第一掺杂以使所述隔离物表面以下的一部分形成刻蚀阻挡层。

【技术特征摘要】
1.一种鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，其中所述半导体结构包括鳍片和位于鳍片之间的沟槽，所述沟槽被部分地填充有隔离物；对所述沟槽中的隔离物执行第一掺杂以使所述隔离物表面以下的一部分形成刻蚀阻挡层。2.根据权利要求1所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，执行所述第一掺杂所掺入的材料包含：硅和/或碳。3.根据权利要求1所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的上表面为所述隔离物的上表面。4.根据权利要求1所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一掺杂为离子注入，其中，通过离子注入向所述隔离物注入硅离子和/或碳离子。5.根据权利要求4所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，所述离子注入方向垂直于所述隔离物的上表面，以及所述离子注入的条件包括：注入能量为0.5K-3KeV，注入浓度为1.0×1015-8.0×1016atom/cm3。6.根据权利要求1所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，还包括：对形成有刻蚀阻挡层的半导体结构执行退火处理。7.根据权利要求6所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，所述退火为尖峰退火，其中所述尖峰退火的退火温度范围为850-1050℃。8.根据权利要求6所述鳍片式半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述第一掺杂之后，以及所述退火处理之前，还包括：对所述鳍片执行沟道停止注入处理，以在所述鳍片中形成沟道阻止层；其中，所述沟道阻止层的上表...

【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