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，其中方法包括：提供基底，基底上具有第一栅极结构；在第一栅极结构侧壁形成侧墙膜；在第一栅极结构的两侧形成牺牲层，牺牲层覆盖侧墙膜；在基底上形成覆盖牺牲层侧壁的底层介质层；形成底层介质层后，刻蚀去除牺牲层，在底层介质层和侧墙膜之间形成第一开口；在第一开口中形成插塞。所述方法提高了半导体器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法
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及其形成方法。
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。MOS晶体管的工作原理是：在栅极结构施加电压，通过调节栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。然而，现有技术中MOS晶体管构成的半导体器件的性能仍有待提高。
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及其形成方法，以提高半导体器件的性能。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：提供基底，基底上具有第一栅极结构；在第一栅极结构侧壁形成侧墙膜；在第一栅极结构的两侧形成牺牲层，牺牲层覆盖侧墙膜；在基底上形成覆盖牺牲层侧壁的底层介质层；形成底层介质层后，刻蚀去除牺牲层，在底层介质层和侧墙膜之间形成第一开口；在第一开口中形成插塞。可选的，所述侧墙膜的材料为SiO2或SiOCN。可选的，所述侧墙膜的介电常数为2.5～3.7。可选的，所述侧墙膜的厚度为5nm～12nm。可选的，所述牺牲层的材料为无定型硅或多晶硅。可选的，第一栅极结构具有相对的第一侧以及相对的第二侧；所述牺牲层覆盖第一栅极结构第一侧侧壁的侧墙膜；形成所述牺牲层的方法包括：在所述基底上形成牺牲膜，所述牺牲膜覆盖基底、侧墙膜和第一栅极结构；平坦化牺牲膜以去除第一栅极结构顶部的牺牲膜；平坦化牺牲膜后，刻蚀牺牲膜以去除第一栅极结构第二侧的牺牲膜，形成所述牺牲层。可选的，在形成所述牺牲层之前，所述侧墙膜还位于基底上、以及第一栅极结构的顶部；在形成牺牲层的过程中去除第一栅极结构顶部的侧墙膜；形成牺牲层后，牺牲层和基底之间具有侧墙膜；所述半导体器件的形成方法还包括：形成所述底层介质层之后，且在去除所述牺牲层之前，去除第一栅极结构，在底层介质层中形成栅开口，所述栅开口的侧壁具有侧墙膜；在所述栅开口中形成第二栅极结构；形成第二栅极结构后，去除所述牺牲层。可选的，形成所述侧墙膜的工艺为原子层沉积工艺。可选的，在形成所述侧墙膜之前，所述第一栅极结构的顶部表面还具有掩膜保护层；在形成所述牺牲层之前，所述侧墙膜还位于掩膜保护层的侧壁和顶部表面；在形成牺牲层的过程中去除掩膜保护层顶部表面的侧墙膜；形成牺牲层后，且在去除第一栅极结构之前，暴露出掩膜保护层的顶部表面；在形成所述底层介质层之后，且在去除第一栅极结构之前，去除掩膜保护层。可选的，还包括：在去除所述第一栅极结构之前，刻蚀部分牺牲层，使牺牲层的顶部表面低于底层介质层的顶部表面，底层介质层和侧墙膜之间具有位于牺牲层上的第三开口；在第三开口中形成覆盖层；形成所述覆盖层后，去除所述第一栅极结构；在形成所述第二栅极结构的过程中，去除所述覆盖层。可选的，所述覆盖层的材料为SiO2、SiN或SiBCN。可选的，所述覆盖层的厚度为20nm～50nm。可选的，在形成所述侧墙膜之前，在所述第一栅极结构两侧的基底中分别形成源漏掺杂层。可选的，在形成所述牺牲层之前，所述侧墙膜还位于源漏掺杂层表面；所述牺牲层位于源漏掺杂层上；去除所述牺牲层直至暴露出源漏掺杂层表面的侧墙膜；刻蚀第一开口底部的侧墙膜直至暴露出源漏掺杂层表面，在第一开口底部形成第二开口；所述插塞还位于第二开口中。可选的，还包括：在形成所述插塞之前，在第一开口和第二开口底部的源漏掺杂层表面形成金属硅化物层。可选的，还包括：在形成源漏掺杂层之前，在第一栅极结构侧壁形成偏移侧墙；所述源漏掺杂层分别位于第一栅极结构和偏移侧墙两侧的基底中。可选的，所述偏移侧墙的材料为氮化硅。可选的，在去除牺牲层的过程中，对牺牲层的刻蚀速率与对侧墙膜的刻蚀速率之比为80:1～200:1，对牺牲层的刻蚀速率与对底层介质层的刻蚀速率之比为50:1～100:1。相应的，本专利技术还提供一种采用上述任意一项方法形成的半导体器件。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的半导体器件的形成方法中，第一栅极结构侧壁的侧墙膜用于调节插塞至第一栅极结构之间的距离。牺牲层为第一开口的位置占据空间，形成底层介质层后，刻蚀去除牺牲层以形成第一开口，第一开口的侧壁暴露出侧墙膜。由于第一开口是通过刻蚀去除牺牲层而形成的，而不是通过刻蚀去除部分底层介质层而形成的，因此侧墙膜的材料选择不受到底层介质层的材料的限制。侧墙膜的材料可以选择较低介电常数的材料，以降低半导体器件的寄生电容。综上，提高了半导体器件的性能。附图说明图1至图11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。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术形成的半导体器件的性能较差。一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底，基底上具有若干第一栅极结构；在第一栅极结构侧壁形成侧墙；在第一栅极结构和侧墙两侧的基底中形成源漏掺杂层；在基底和源漏掺杂层上形成层间介质层，层间介质层覆盖侧墙的侧壁；形成层间介质层后，去除第一栅极结构，在层间介质层中形成栅开口；在栅开口中形成第二栅极结构；在第二栅极结构两侧的层间介质层中形成插塞开口，所述插塞开口暴露出侧墙；在插塞开口中形成插塞。所述插塞开口采用自对准接触孔工艺而形成。刻蚀第二栅极结构两侧的层间介质层，在第二栅极结构两侧的层间介质层中形成插塞开口。为了降低侧墙受到形成插塞开口的刻蚀工艺的损耗，因此在形成插塞开口的刻蚀工艺中，对层间介质层的刻蚀速率要远大于侧墙的刻蚀速率。因此，侧墙材料的选择受到层间介质层的材料的限制。通常，层间介质层的材料为氧化硅，侧墙的材料为氮化硅。然而，氮化硅的介电常数相对于氧化硅的介电常数较大，因此较大介电常数的侧墙导致半导体器件的寄生电容较大，进而降低了半导体器件的性能。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：在第一栅极结构侧壁形成侧墙膜；在第一栅极结构的两侧形成牺牲层，牺牲层覆盖侧墙膜；在基底上形成覆盖牺牲层侧壁的底层介质层；形成底层介质层后，刻蚀去除牺牲层，在底层介质层和侧墙膜之间形成第一开口；在第一开口中形成插塞。所述方法提高了半导体器件的性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至图11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。参考图1，提供基底，基底上具有第一栅极结构120。本实施例中，以所述半导体器件为鳍式场效应晶体管为示例进行说明，在其它实施例中，半导体器件为平面式的MOS晶体管。本实施例中，所述基底包括半导体衬底100和位于半导体衬底100上的鳍部110。在其它实施例中，当半导体器件为平面式的MOS晶体管时，基底为平面式的半导体衬底。本实施例中，还包括：在所述半导体衬底100上形成隔离层，隔离层覆盖鳍部110的部分侧壁，所述隔离层的表面低于鳍部110的顶部表面。所述隔离层的材料包括氧化硅。所述第一栅极结构120包括位于基底上的第一栅介质层和位于第一栅介质层上的第一栅电极层。第一栅介质层的材料为氧化硅。第一栅电极层的材料为多晶硅。本实施例中，第一栅极结构120横跨鳍部110、且覆盖鳍部110的部分顶部表面和部分侧壁表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，基底上具有第一栅极结构；在第一栅极结构侧壁形成侧墙膜；在第一栅极结构的两侧形成牺牲层，牺牲层覆盖侧墙膜；在基底上形成覆盖牺牲层侧壁的底层介质层；形成底层介质层后，刻蚀去除牺牲层，在底层介质层和侧墙膜之间形成第一开口；在第一开口中形成插塞。

【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：提供基底，基底上具有第一栅极结构；在第一栅极结构侧壁形成侧墙膜；在第一栅极结构的两侧形成牺牲层，牺牲层覆盖侧墙膜；在基底上形成覆盖牺牲层侧壁的底层介质层；形成底层介质层后，刻蚀去除牺牲层，在底层介质层和侧墙膜之间形成第一开口；在第一开口中形成插塞。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，所述侧墙膜的材料为SiO2或SiOCN。3.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，所述侧墙膜的介电常数为2.5～3.7。4.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，所述侧墙膜的厚度为5nm～12nm。5.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，所述牺牲层的材料为无定型硅或多晶硅。6.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，第一栅极结构具有相对的第一侧以及相对的第二侧；所述牺牲层覆盖第一栅极结构第一侧侧壁的侧墙膜；形成所述牺牲层的方法包括：在所述基底上形成牺牲膜，所述牺牲膜覆盖基底、侧墙膜和第一栅极结构；平坦化牺牲膜以去除第一栅极结构顶部的牺牲膜；平坦化牺牲膜后，刻蚀牺牲膜以去除第一栅极结构第二侧的牺牲膜，形成所述牺牲层。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，在形成所述牺牲层之前，所述侧墙膜还位于基底上、以及第一栅极结构的顶部；在形成牺牲层的过程中去除第一栅极结构顶部的侧墙膜；形成牺牲层后，牺牲层和基底之间具有侧墙膜；所述半导体器件的形成方法还包括：形成所述底层介质层之后，且在去除所述牺牲层之前，去除第一栅极结构，在底层介质层中形成栅开口，所述栅开口的侧壁具有侧墙膜；在所述栅开口中形成第二栅极结构；形成第二栅极结构后，去除所述牺牲层。8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙膜的工艺为原子层沉积工艺。9.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在形成所述侧墙膜之前，所述第一栅极结构的顶部表面还具有掩膜保护层；在形成所述牺牲层之前，所述侧墙膜还位于掩膜保护层的侧壁和顶部表面；在形成牺牲层的过程中去除掩膜保护层顶部...

【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，中芯国际集成电路新技术研发上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31