半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体装置及其制造方法。该制造方法包括：提供衬底结构，衬底结构包括半导体衬底和衬底上的鳍片，鳍片包括半导体层和半导体层顶部上的硬掩模层；在鳍片侧壁上形成隔离层；以硬掩模层和隔离层作为掩模刻蚀衬底，从而在鳍片两侧形成分离的凹陷，凹陷还延伸到鳍片底部下的衬底的一部分中；以绝缘填充材料至少填充凹陷，从而形成第一填充层。本发明专利技术形成的隔离结构介电常数低、机械强度好，可以有效减小漏电流，从而改善了器件性能。

Semiconductor device and manufacturing method thereof

The invention discloses a semiconductor device and a manufacturing method thereof. The manufacturing method comprises: providing a substrate structure, substrate structure includes a semiconductor substrate and substrate on fin fin includes a hard mask layer on top of the semiconductor layer and the semiconductor layer; an isolation layer is formed on the side wall of the fin; the hard mask layer and isolation layer as a mask for etching the substrate, thereby forming the separation in depression fin on both sides, depression also extends to a portion of the substrate at the bottom of the fin; with an insulating filling material at least fill the recess, thereby forming a first filling layer. The isolation structure of the invention has low dielectric constant and good mechanical strength, and can effectively reduce the leakage current, thus improving the device performance.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及半导体工艺
，尤其涉及半导体装置及其制造方法，更具体地，涉及鳍片式(Fin)装置及其制造方法。
技术介绍
现有的鳍片式装置(例如，FinFET器件)的一种典型的结构如图1所示，其包括衬底102和衬底102上的鳍片结构。其中鳍片结构包括了半导体层104和覆盖在半导体层104上的硬掩模层106。在该常规结构中，鳍片之间采用隔离层108进行隔离。由于隔离层108仅存在于鳍片半导体层104之间的部位，而鳍片结构底部的衬底并未形成有效的隔离，因此就会带来漏电流的问题。上述问题在基于体(Bulk)半导体衬底的工艺中更加显著。对于半导体器件的直流特性而言，尺寸类似的基于SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘体上硅)衬底和基于体硅的FinFET器件可以得到相似的开关电流比。然而在考虑PN结漏电流和寄生电容时，器件的差别就会变得显著。基于体硅衬底的器件由于缺少器件下部埋氧层，其漏电流的问题更加明显。另一方面，即使在SOI工艺中，也依然存在漏电流的问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现了上述现有技术中存在问题，并针对上述问题中的至少一个问本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括半导体衬底和衬底上的鳍片，所述鳍片包括半导体层和半导体层顶部上的硬掩模层；在所述鳍片侧壁上形成隔离层；以所述硬掩模层和所述隔离层作为掩模刻蚀所述衬底，从而在所述鳍片两侧形成分离的凹陷，所述凹陷还延伸到所述鳍片底部下的衬底的一部分中；以绝缘填充材料至少填充所述凹陷，从而形成第一填充层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括半导体衬底和衬底上的鳍片，所述鳍片包括半导体层和半导体层顶部上的硬掩模层；在所述鳍片侧壁上形成隔离层；以所述硬掩模层和所述隔离层作为掩模刻蚀所述衬底，从而在所述鳍片两侧形成分离的凹陷，所述凹陷还延伸到所述鳍片底部下的衬底的一部分中；以绝缘填充材料至少填充所述凹陷，从而形成第一填充层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括含硅的有机复合物；所述方法还包括：将所述第一填充层固化，从而形成固化的第二填充层；以及氧化步骤，以至少将所述第二填充层的材料氧化以形成硅的氧化物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化步骤还将衬底的处于所述鳍片的半导体层之下且在所述凹陷之间的部分氧化。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一填充层内部具有空隙。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含硅的有机复合物包括SiOCH。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二填充层中孔隙率为15％～70％。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化步骤包括：采用湿法氧化和/或干法氧化，将多孔的所述第二填充层的材料和衬底的处于所述鳍片的半导体层之下且在所述凹陷之间的部分氧化，以形成硅的氧化物层。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述第一填充层还覆盖所述鳍片，所述方法还包括：将所述第一填充层固化，从而形成固化的第二填充层；以及至少将所述第二填充层的材料氧化以形成硅的氧化物层；刻蚀硅的氧化物层，从而使得所述鳍片的至少一部分上的隔离层露出；以及去除所露出的隔离层，以露出所述鳍片的所述部分。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述第二填充层进行回...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鸣，
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