用于FINFET器件中的栅极氧化物的均匀性的平坦STI表面制造技术

在制造FinFET中的操作包括提供具有鳍结构的衬底，其中，鳍结构的上部具有第一鳍表面轮廓。在衬底上形成与鳍结构接触的隔离区域。通过蚀刻工艺凹进隔离区域的部分以形成凹进部分和暴露鳍结构的上部，该凹进部分具有第一隔离表面轮廓。对鳍结构和凹进部分应用热氢处理。通过热氢处理，在鳍结构上方形成具有基本上均匀厚度的栅极介电层，其中，将凹进部分从第一隔离表面轮廓调节至第二隔离表面轮廓且将鳍结构从第一鳍表面轮廓调节至第二鳍表面轮廓。本发明专利技术实施例涉及用于FINFET器件中的栅极氧化物的均匀性的平坦STI表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及用于FINFET器件中的栅极氧化物的均匀性的平坦STI表面。
技术介绍
随着集成电路日渐按比例缩小并对集成电路的速度要求日益增加，需要晶体管在尺寸越来越小的同时具有更高的驱动电流。鳍式场效应晶体管(FinFET)由此得到发展。FinFET包括衬底之上的垂直的半导体鳍。半导体鳍用于形成源极和漏极区域，以及源极和漏极区域之间的沟道区域。形成浅沟槽隔离(STI)区域以限定半导体鳍。FinFET还包括形成有侧壁且位于半导体鳍的顶面上方的栅极堆叠件。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种制造鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的方法，所述方法包括：提供具有鳍结构的衬底，所述鳍结构的上部具有第一鳍表面轮廓；在所述衬底上形成隔离区域且所述隔离区域与所述鳍结构接触；通过蚀刻工艺使所述隔离区域的至少部分凹进以形成凹进部分且暴露所述鳍结构的所述上部，所述凹进部分具有第一隔离表面轮廓；对所述鳍结构和所述凹进部分应用热氢处理；以及在所述鳍结构上方形成具有基本上均匀厚度的栅极介电层，其中，通过热氢处理将所述凹进部分从所述第一隔离表面轮廓调节至第二隔离表面轮廓且将所述鳍结构从所述第一鳍表面轮廓调节至第二鳍表面轮廓。根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种制造鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的方法，所述方法包括：提供具有鳍结构的衬底，所述鳍结构的每个鳍结构的上部具有第一鳍表面轮廓；在所述衬底上形成隔离区域使得所述鳍结构嵌入在所述隔离区域中；通过蚀刻工艺使所述隔离区域的至少部分凹进以形成凹进部分且暴露所述鳍结构的上部，所述凹进部分具有位于邻近的两个鳍结构之间的第一隔离表面轮廓；对所述鳍结构和所述凹进部分应用热氢处理；以及在所述鳍结构的所述暴露的上部上方形成具有基本上均匀厚度的栅极介电层，其中，通过所述热氢处理，将所述凹进部分从所述第一隔离表面轮廓调节至第二隔离表面轮廓且将所述鳍结构的所述上部从所述第一鳍表面轮廓调节至第二鳍表面轮廓。根据本专利技术的又一实施例，还提供了一种半导体器件，包括：衬底；鳍结构，具有带有基本上圆形的拐角的顶面，所述基本上圆形的拐角由第一曲率半径和第二曲率半径限定，其中，所述第一曲率半径与所述鳍结构中的沟道区域的沿着所述顶面弯曲的宽度的部分相关，所述第二曲率半径与所述沟道区域的沿着所述鳍结构的侧壁弯曲的高度的部分相关；隔离区域，形成在所述衬底上方且与所述鳍结构的至少侧壁接触，所述隔离区域基于热氢处理具有带有基本上平坦的阶梯高度的顶面，所述基本上平坦的阶梯高度由从所述鳍结构的所述侧壁朝向所述隔离区域的所述顶面的下行斜坡限定，所述基本上平坦的阶梯高度与所述沟道区域的所述高度的部分相关；以及栅极介电层，形成为与所述鳍结构接触且与所述隔离区域的所述顶面接触，基于所述热氢处理，所述栅极介电层在所述鳍结构和所述隔离区域上方具有基本上均匀的厚度。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本专利技术的方面。以下公开内容提供了多个不同的实施例或实例，用于实现本专利技术的不同特征。以下描述组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例而不旨在限制。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。图1是根据本专利技术的一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的示意性立体图。图2A和图2B是本专利技术的一些实施例的沿着栅电极具有鳍结构的FinFET器件的示意性截面图。图3至图11示出了根据本专利技术的一些实施例的FinFET结构的随后制造工艺的中间阶段的截面图的实例。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以便于描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而在此使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。另外，术语“由...制成”可以意为“包括”或者“由...组成”。图1是根据本专利技术的一些实施例的具有鳍结构的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件100的示意性立体图，以及图2A是根据本专利技术的一些实施例的沿着栅电极具有鳍结构的FinFET器件100的示例性截面图。在这些图中，为了简化省略了一些层/部件。图2B是图2A的单一鳍的详细视图。图1、图2A和图2B中描述的FinFET器件100包括，除了其他部件，衬底110、鳍结构120、栅极介电层130和栅电极层140。在本实施例中，衬底110是硅衬底。可选地，衬底110可以包括另一元素半导体，诸如锗；化合物半导体，包括诸如SiC和SiGe的IV-IV族化合物半导体,诸如GaAs、GaP、GaN、InP、InAs、InSb、GaAsP、AlGaN、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP的III-V族化合物半导体；或它们的组合。在一个实施例中，衬底110为SOI(绝缘体上硅)衬底的硅层。当使用SOI衬底时，鳍结构120可从SOI衬底的硅层突出或者可从SOI衬底的绝缘体层突出。在后面的情况中，SOI衬底的硅层用于形成鳍结构120。诸如非晶Si或非晶SiC的非晶衬底或诸如氧化硅的绝缘材料也可用作衬底110。衬底110可以包括已合适地掺杂杂质(例如，P型或N型导电性)的各种区域。鳍结构120设置在衬底110上方。鳍结构120可以由与衬底110相同的材料制成并且可以连续地从衬底110延伸。在本实施例中，鳍结构120由硅(Si)制成。鳍结构120的硅层可以是原生的，或适当地掺杂有n型杂质或p型杂质。在图1中，在衬底110上方设置一个鳍结构120，而在图2A中，在衬底110上方设置三个鳍结构120。然而，鳍结构的数量不局限于一个或三个。数量可为两个或四个或更多。此外，一个或多个伪鳍结构可以设置为与鳍结构120的两侧接触以提高图案化工艺中的图案保真度。在一些实施例中，鳍结构120的宽度在从约5nm至约40nm的范围内，以及在特定实施例中，鳍结构120的宽度可以在从约7nm至约12nm的范围内。在一些实施例中，鳍结构120的高度为约100nm至约300nm的范围，并且在其他实施例中可为约50nm至100nm的范围。在图2中，介于鳍结构120的间隙和/或介于一个鳍结构和在衬底110上方形成的另一元件之间的间隙由包括绝缘材料的一个或多个层的隔离绝缘层(例如，隔离区域150)填充。用于隔离区域150的绝缘材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的方法，所述方法包括：提供具有鳍结构的衬底，所述鳍结构的上部具有第一鳍表面轮廓；在所述衬底上形成隔离区域且所述隔离区域与所述鳍结构接触；通过蚀刻工艺使所述隔离区域的至少部分凹进以形成凹进部分且暴露所述鳍结构的所述上部，所述凹进部分具有第一隔离表面轮廓；对所述鳍结构和所述凹进部分应用热氢处理；以及在所述鳍结构上方形成具有基本上均匀厚度的栅极介电层，其中，通过热氢处理将所述凹进部分从所述第一隔离表面轮廓调节至第二隔离表面轮廓且将所述鳍结构从所述第一鳍表面轮廓调节至第二鳍表面轮廓。

【技术特征摘要】
2015.08.28 US 62/211,682;2015.10.28 US 14/925,8461.一种制造鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的方法，所述方法包括：提供具有鳍结构的衬底，所述鳍结构的上部具有第一鳍表面轮廓；在所述衬底上形成隔离区域且所述隔离区域与所述鳍结构接触；通过蚀刻工艺使所述隔离区域的至少部分凹进以形成凹进部分且暴露所述鳍结构的所述上部，所述凹进部分具有第一隔离表面轮廓；对所述鳍结构和所述凹进部分应用热氢处理；以及在所述鳍结构上方形成具有基本上均匀厚度的栅极介电层，其中，通过热氢处理将所述凹进部分从所述第一隔离表面轮廓调节至第二隔离表面轮廓且将所述鳍结构从所述第一鳍表面轮廓调节至第二鳍表面轮廓。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在氢气环境中应用所述热氢处理。3.根据权利要求2所述的方法，其中，应用所述热氢处理包括使氢气以在0.2标准升/分钟(slm)至50slm范围内的气体流速流动。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在750℃至1100℃的范围内的温度下，应用所述热氢处理。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在0.2Torr至760Torr的范围内的压力下，应用所述热氢处理。6.根据权利要求1所述的方法，应用所述热氢处理持续20秒至120秒的范围内的时间。7.根据权利要求1所述的方法，其中：在形成所述栅极介电层中，所述栅极介电层形成为在所述凹进部分的顶面处具有第一厚度、在所述鳍结构的顶面处具有第二厚度以及在所述鳍结构的一个或多个侧壁处具有第三厚度，并且所述第一厚度、所述第二厚度和所述第三厚度彼此变化小于0.3纳米。8.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴政达，张简旭珂，陈政纬，王廷君，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71