半导体器件中的触件隔离体制造技术

在第一方面，本发明专利技术涉及一种形成用于半导体器件的触件隔离体(900)的方法，该方法包括：(a)提供半导体结构，该半导体结构包括暴露其下方触件(600)的沟槽(400)，(b)用牺牲材料(700)填充沟槽(400)的底部，(c)用陶瓷材料(800)渗透所述牺牲材料(700)，以及(d)去除牺牲材料(700)。牲材料(700)。牲材料(700)。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件中的触件隔离体


[0001]本专利技术涉及在半导体处理期间提供触件隔离体，并且更具体地涉及适合于高级节点互补场效应晶体管的这种触件隔离体。
[0002]专利技术背景
[0003]考虑到要坚持摩尔定律以及相关的不断缩小规模的要求，有人提出了互补场效应晶体管(CFET)设计作为3nm技术节点及以上的可能竞争者。CFET可以看作是垂直堆叠的环绕式栅极(gate-all-around，GAA)纳米线晶体管的进一步发展，其中，不是堆叠n型或p型器件，而是将两种类型的器件彼此堆叠在一起。例如，Ryckaert等人提出了一种CFET流程，其中将n型垂直片堆叠在p型鳍片上(RYCKAERT，J.等人，缩放到N3以上的CMOS的互补FET(CFET)(The Complementary FET(CFET)for CMOS scaling beyond N3)，发表于2018IEEE VLSI技术研讨会(In:2018IEEE Symposium on VLSI Technology)，IEEE，2018，第141-142页)。
[0004]对于这种CFET，仍然存在的挑战之一是底部和顶部触件之间的触件隔离体问题。实际上，器件的堆叠意味着可用于底部触件和触件隔离体的垂直空间也有限，通常每个垂直空间大约为10nm。这种有限的垂直空间也限制了触件隔离体的材料选择，使得仍然确保良好的隔离性能。对于所谓接触栅(poly)间距(CPP)约为90nm的架构，可以通过共形Si3N4衬里的等离子体增强原子层沉积(PEALD)和SiO2覆盖间隔物(以在回蚀期间保护Si3N4衬里)的PEALD来提供触件隔离体。但是，对于更先进的架构(其中沟槽宽度仅约为12
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14nm)，仅Si3N4衬里就已经可以完全填充沟槽，因此使该方法不适用。
[0005]共形Si3N4衬里的另一个缺点是其轮廓反映了下面的触件的轮廓。因此，如果触件具有弯曲的轮廓(通常是这种情况)，则覆盖的Si3N4衬里将同样没有平坦的顶表面。
[0006]因此，在本领域中仍然需要提供适合于高级节点互补场效应晶体管的触件隔离体的方法，其解决了上面概述的一些或所有问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是为半导体器件提供良好的触件隔离体。本专利技术的另一个目的是提供与其相关的良好的制造步骤。该目的是通过根据本专利技术的方法和半导体结构实现的。
[0008]本专利技术的实施方式的优点是触件隔离体和相关的制造步骤与先进技术节点兼容。本专利技术实施方式的另一个优点是可以在宽度小于20nm的沟槽中提供触件隔离体。
[0009]本专利技术实施方式的优点在于，触件隔离体可以是相对薄的(例如，厚薄小于10nm或20nm)。本专利技术的实施方式的另一个优点是，即使考虑到其相对薄的厚度，也可以实现良好的触件隔离体。
[0010]本专利技术的实施方式的优点在于，触件隔离体具有的轮廓可以独立于下面的触件的轮廓。
[0011]本专利技术的实施方式的优点在于可以很好地控制牺牲材料的回蚀。
[0012]本专利技术的实施方式的优点在于该方法相对简单和经济。
[0013]在第一方面，本专利技术涉及一种形成用于半导体器件的触件隔离体的方法，该方法包括：(a)提供半导体结构，该半导体结构包括暴露其下方触件的沟槽，(b)用牺牲材料填充沟槽的底部，(c)用陶瓷材料渗透牺牲材料，以及(d)去除牺牲材料。
[0014]在第二方面，本专利技术涉及一种形成用于半导体器件的触件隔离体的半导体结构，其包括：(i)沟槽，(ii)邻接沟槽底部的触件，和(iii)填充沟槽的底部的用陶瓷材料渗透的牺牲材料。
[0015]本专利技术特定和优选的方面在所附独立和从属权利要求中阐述。可以将从属权利要求中的特征与独立权利要求中的特征以及其它从属权利要求中的特征进行适当组合，而并不仅限于权利要求书中明确所述的情况。
[0016]虽然本领域中一直存在对装置的改进、改变和发展，但本专利技术的概念被认为代表了充分新和新颖的改进，包括改变现有实践，导致提供了该性质的更有效、更稳定和更可靠的装置。
[0017]本专利技术的上述和其它特性、特征和优点会在下文具体实施方式中结合附图变得显而易见，其通过实例说明本专利技术的原理。本说明书仅为了举例，而不是限制本专利技术的范围。下文引用的参考图是指附图。
附图说明
[0018]图1示意性地描绘了根据本专利技术示例性实施方式的形成用于半导体器件的触件隔离体的过程中的不同步骤。
[0019]在不同的图中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。
具体实施方式
[0020]将就具体实施方式并参照某些附图对本专利技术进行描述，但本专利技术并不受此限制，仅由权利要求书限定。描述的附图仅是说明性的且是非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可能被夸大且未按比例尺绘画以用于说明目的。所述尺寸和相对尺寸不与本专利技术实践的实际减小相对应。
[0021]此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用来区别类似的元件，而不一定是用来描述时间、空间、等级顺序或任何其它方式的顺序。应理解，如此使用的术语在合适情况下可互换使用，本专利技术所述的实施方式能够按照本文所述或说明的顺序以外的其它顺序进行操作。
[0022]此外，在说明书和权利要求书中，术语顶部、底部、之上、之下等用于描述目的，而不一定用于描述相对位置。应理解，如此使用的术语在合适情况下可与它们的反义词互换使用，本专利技术所述的实施方式能够按照本文所述或说明的取向以外的其它取向进行操作。
[0023]应注意，权利要求中使用的术语“包含”不应解释为被限制为其后列出的部分，其不排除其它元件或步骤。因此，其应被理解为指出所述特征、整数、步骤或组分的存在，但这并不排除一种或多种其它特征、整数、步骤或组分或其组合的存在或添加。因此，术语“包括”覆盖了仅存在所述特征的情况以及存在这些特征以及一种或多种其它特征的情况。因此，表述“包括部件A和B的器件”的范围不应被理解为限制所述器件仅由组件A和B构成。其
表示对于本专利技术，所述器件的相关组件仅为A和B。
[0024]说明书中提及的“一个实施方式”或“一种实施方式”表示连同实施方式描述的具体特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施方式中。因此，在说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”不一定全部指同一个实施方式，但可能全部都指同一个实施方式。此外，具体特征、结构或特性可以任何合适方式在一个或多个实施方式中组合，这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。
[0025]类似地，应理解，在本专利技术的示例性实施方式的描述中，本专利技术的不同特征有时在单一实施方式、附图或其说明中集合在一起，这是为了简化公开内容并帮助理解本专利技术的一个或多个不同方面。然而，本公开内容中的方法不应被理解为反映以下意图：请求保护的本专利技术需要比各权利要求中明确引用的具有更多的特征。并且，如同所附权利要求所反映的那样，专利技术方面包括的特征可能会少于前述公开的一个单一实施方式的全部特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成用于半导体器件的触件隔离体(900)的方法，其包括：a.提供半导体结构，其包括暴露其下方触件(600)的沟槽(400)，b.用牺牲材料(700)填充沟槽(400)的底部，c.用陶瓷材料(800)渗透所述牺牲材料(700)，以及d.去除牺牲材料(700)。2.如权利要求1所述的方法，其中，牺牲材料(700)包含路易斯碱性官能团。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，牺牲材料(700)是旋涂碳或聚(甲基丙烯酸甲酯)。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，陶瓷材料(800)是Al、Hf、Zr、Ti、Ru或Si的氧化物。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，陶瓷材料(800)的相对介电常数为15或更小，优选为10或更小。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤c包括：c1.使牺牲材料(700)暴露于第一前体，和c2.使牺牲材料(700)暴露于第二前体。7.如权利要求6所述的方法，其中，第一前体是路易斯酸性金属化合物，其中第二前体是氧化剂。8.如前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文德，李伟健，陶铮，
申请(专利权)人：IMEC非营利协会，
类型：发明
国别省市：