半导体器件及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其形成方法，其中形成方法包括提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部，且所述半导体衬底上具有横跨所述鳍部的栅极结构，在所述栅极结构之间的所述半导体衬底上具有绝缘层，且所述绝缘层的顶部与所述栅极结构顶部齐平；回刻蚀所述栅极结构的顶部，形成开口；在所述绝缘层上形成阻挡层，且所述阻挡层填充满所述开口；在所述阻挡层上形成牺牲层；平坦化所述牺牲层至所述牺牲层表面平整；采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层。通过利用所述气体簇离子束工艺将所述牺牲层去除，同时减薄所述阻挡层，能够很好的控制所述阻挡层的厚度，提高半导体器件性能的稳定性。

【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，特别涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
随着集成电路向超大规模集成电路发展，集成电路内部的电路密度越来越大，所包含的元器件数量也越来越多，元器件的尺寸也随之减小。随着电路密度的增大，晶圆表面无法提供足够的面积来制造连接线。为了满足元器件缩小后的互连需求，两层及两层以上的多层金属间互连线的设计成为超大规模集成电路技术常采用的方法之一。不同金属层或者金属层与半导体器件之间通过插塞实现连接导通。但是，在所述层间介质层内形成的插塞结构的宽度大于栅极结构之间的间距，这样会使得栅极发生短路故障，影响半导体结构的性能和良率。为了避免栅极短路故障，需在栅极结构上形成帽层，以避免与插塞结构接触，发生短路故障。但是，现有技术形成的半导体器件的电学性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，优化半导体器件的电学性能。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：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部，且所述半导体衬底上具有横跨所述鳍部的栅极结构，在所述栅极结构之间的所述半导体衬底上具有绝缘层，且所述绝缘层的顶部与所述栅极结构顶部齐平；回刻蚀所述栅极结构的顶部，形成开口；在所述绝缘层上形成阻挡层，且所述阻挡层填充满所述开口；在所述阻挡层上形成牺牲层；平坦化所述牺牲层至所述牺牲层表面平整；采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层。可选的，所述气体簇离子束工艺采用的气体为CF4或O2或NF3或CHF3或CH2F2，气体能量为2KV～25KV，气体剂量为1.0E15～1.0E17ions/cm2。可选的，采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层至露出所述绝缘层。可选的，采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层至露出所述阻挡层。可选的，采用气体簇离子束工艺平坦所述牺牲层和所述阻挡层后，所述阻挡层顶部距所述绝缘层顶部的距离为0埃～30埃。可选的，在所述阻挡层上形成牺牲层的步骤包括：在所述阻挡层上形成第一牺牲层；在所述第一牺牲层上形成第二牺牲层。可选的，所述第一牺牲层的材料为非晶硅。可选的，所述第二牺牲层的材料为氧化硅。可选的，形成所述第一牺牲层以及所述第二牺牲层的工艺为化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。可选的，所述阻挡层的材料为氮化硅。可选的，所述栅极结构的顶部，形成开口的工艺包括：干法刻蚀或湿法刻蚀。可选的，回刻蚀在所述半导体衬底上形成横跨所述鳍部的若干栅极结构之后，在所述栅极结构之间的所述半导体衬底上形成绝缘层之前，还包括：在所述栅极结构两侧的所述鳍部内形成源漏掺杂区。可选的，采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层之后，还包括：在源漏掺杂区的所述绝缘层内形成通孔，所述通孔贯穿所述绝缘层的厚度；在所述通孔内填充满导电层，形成导电插塞，所述导电插塞与所述源漏掺杂区连通。本专利技术还提供一种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部；栅极结构，横跨所述鳍部；绝缘层，位于所述栅极结构之间的所述半导体衬底上；开口，位于所述栅极结构上，阻挡层，位于开口内，且覆盖所述栅极结构以及所述绝缘层的顶部表面。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：利用所述气体簇离子束工艺将所述牺牲层去除，同时减薄所述阻挡层，由于气体簇离子束工艺在刻蚀不同材料的层或平坦化不平的表面时，对任何材料的作用速率相同，因此在平坦化所述牺牲层和所述阻挡层时，能够很好的控制所述阻挡层的厚度，进而提高半导体器件性能的稳定性。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的鳍式场效应晶体管的立体结构示意图；图2至图7是本专利技术一实施例提供的半导体结构形成方法各个步骤所对应的剖面结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，在栅极结构上形成帽层，以防止栅极上触点与插塞结构触点短路，达到降低触点对栅极短路故障的敏感性。目前，在所述栅极结构上形成所述帽层时，首先要在半导体器件的表面沉积一层所述帽层材料，使得所述帽层材料覆盖所述半导体器件表面以及填满栅极凹槽内部，然后经过机械研磨使得半导体器件表面露出，才能使得所述帽层恰好在所述栅极凹槽内部，以保护栅极。然而，由于半导体器件疏密程度不一，在所述半导体器件的表面沉积一层所述帽层材料时，所述帽层材料会出现凹凸不平的现象，因此，在进行机械打磨时，化学机械研磨可用来移除各种型态的薄膜。然而，在一些应用中，化学机械研磨会导致晶片内或裸片内的不均匀，进而影响了形成微小元件的光刻工艺。无法较好的控制打磨厚度，难以控制工艺，使得所述半导体器件的性能不稳定。为解决所述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底具有鳍部；在所述半导体衬底上形成横跨所述鳍部的若干栅极结构；在所述栅极结构之间的所述半导体衬底上形成绝缘层，且所述绝缘层的顶部与所述栅极结构顶部齐平；回刻蚀所述栅极结构的顶部，形成开口；在所述绝缘层上形成阻挡层，且所述阻挡层填充满所述开口；在所述阻挡层上形成牺牲层；平坦化所述牺牲层至所述牺牲层表面平整；采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层。通过在所述阻挡层上形成所述牺牲层，所述牺牲层有利于化学机械研磨工艺将所述牺牲层表面打磨平整，然后利用所述气体簇离子束工艺将所述牺牲层去除，同时减薄所述阻挡层，能够很好的控制所述阻挡层的厚度，提高半导体器件性能的稳定性。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为本专利技术一实施例提供的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。参考图1，提供半导体衬底10，所述半导体衬底10具有鳍部100；在所述半导体衬底上形成横跨所述鳍部100的伪栅极结构120。本实施例中，所述半导体衬底10材料为单晶硅。本专利技术其他实施例中，所述半导体衬底10的材料还可以选自多晶硅、非晶硅或者锗、锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料。在其他实施例中，所述半导体衬底10还可以为绝缘体上的硅衬底、绝缘体上的锗衬底或玻璃衬底等其他类型的半导体衬底10。所述半导体衬底10的材料可以是适宜于工艺需要或易于集成的材料。本实施例中，所述鳍部100的材料与所述半导体衬底10的材料相同，同为单晶硅。本专利技术其他实施例中，所述鳍部100的材料也可以与半导体衬底10的材料不同。所述鳍部100的材料也可以为锗、锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料。本实施例中，所述半导体衬底10和所述鳍部100可以同时形成，形成所述半导体衬底10和所述鳍部100的步骤包括：提供初始衬底；在所述初始衬底表面形成图形化的鳍部掩膜层(图中未标示)；以所述鳍部掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始衬底，去除部分所述初始衬底，形成所述半导体衬底10和凸起于所述半导体衬底10表面的所述鳍部100。本实施例中，还包括介质本文档来自技高网...

【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：/n提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部，且所述半导体衬底上具有横跨所述鳍部的栅极结构，在所述栅极结构之间的所述半导体衬底上具有绝缘层，且所述绝缘层的顶部与所述栅极结构顶部齐平；/n回刻蚀所述栅极结构的顶部，形成开口；/n在所述绝缘层上形成阻挡层，且所述阻挡层填充满所述开口；/n在所述阻挡层上形成牺牲层；/n平坦化所述牺牲层至所述牺牲层表面平整；/n采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层。/n

【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：
提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部，且所述半导体衬底上具有横跨所述鳍部的栅极结构，在所述栅极结构之间的所述半导体衬底上具有绝缘层，且所述绝缘层的顶部与所述栅极结构顶部齐平；
回刻蚀所述栅极结构的顶部，形成开口；
在所述绝缘层上形成阻挡层，且所述阻挡层填充满所述开口；
在所述阻挡层上形成牺牲层；
平坦化所述牺牲层至所述牺牲层表面平整；
采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层。


2.如权利要求1所述形成方法，其特征在于，所述气体簇离子束工艺采用的气体为CF4或O2或NF3或CHF3或CH2F2，气体能量为2KV～25KV，气体剂量为1.0E15～1.0E17ions/cm2。


3.如权利要求1所述形成方法，其特征在于，采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层至露出所述绝缘层。


4.如权利要求1所述形成方法，其特征在于，采用气体簇离子束工艺平坦化所述牺牲层和所述阻挡层至露出所述阻挡层。


5.如权利要求3或4所述形成方法，其特征在于，采用气体簇离子束工艺平坦所述牺牲层和所述阻挡层后，所述阻挡层顶部距所述绝缘层顶部的距离为0埃～30埃。


6.如权利要求1所述形成方法，其特征在于，在所述阻挡层上形成牺牲层的步骤包括：在所述阻挡层上形成第一牺牲层；
在所述第一牺牲层上形成第二牺牲层。


7.如权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，陈建，苏博，
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