用于鳍式场效应晶体管器件的后栅极隔离区域形成方法技术

本发明专利技术公开了一种用于鳍式场效应晶体管(finFET)器件形成的方法，包括：在衬底上形成多个鳍；在多个鳍之上形成栅极区域；并且在形成栅极区域之后形成用于finFET器件的隔离区域，其中形成用于finFET器件的隔离区域包括执行对多个鳍的子集的氧化或者去除之一。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容主要地涉及半导体器件制作领域，并且更具体地涉及鳍式场效应晶体管(FinFET)制作。
技术介绍
集成电路可以包括各种半导体器件，这些半导体器件包括鳍式场效应晶体管(finFET)。FinFET是如下器件，这些器件包括充当有源沟道区域的称为鳍的三维硅层而栅极区域位于鳍之上。FinFET可以是相对小的高性能器件。在形成finFET器件期间，多个鳍可以形成于衬底上，并且可以随后去除或者切割这些鳍的一部分以在finFET器件之间形成隔离区域。在形成隔离区域之后，然后在剩余的有源鳍之上形成栅极区域。然而在栅极形成之前的鳍去除可能引起finFET器件中的形貌变化，这可能导致在后续处理步骤期间的问题(比如跨越器件在栅极之间的高度差)，这些问题可能引起在接触形成期间的问题。为了减少这样的形貌变化，隔离区域中的鳍可以备选地留在原处并且被氧化，而有源鳍例如由氮化物硬掩模保护。然而硅氧化相对于未氧化的有源鳍引起氧化的鳍中的体积增加。此外，在氧化期间保护有源鳍的氮化物硬掩模可能在暴露于氧化之后变得更难以去除，使得可能为了去除氧化的氮化物硬掩模以便完成对有源鳍的处理而需要的蚀刻也可能去除氧化的鳍。因此，鳍氧化也可能引起finFET器件中的形貌变化，从而导致在后续处理步骤期间的相似问题。
技术实现思路
在一个方面中，一种用于鳍式场效应晶体管(finFET)器件形成的方法包括:在衬底上形成多个鳍；在多个鳍之上形成栅极区域；并且在形成栅极区域之后形成用于finFET器件的隔离区域，其中形成用于finFET器件的隔离区域包括执行对多个鳍的子集的氧化或者去除之一。通过本示例性实施例的技术实现附加特征。这里具体描述其它实施例并且认为这些实施例为要求保护的
技术实现思路
的一部分。为了更好理解示例性实施例的特征，将参照描述和附图。【附图说明】现在参照附图，其中相同元件在若干图中被相同地编号:图1图示用于finFET器件的后栅极隔离区域形成的方法的实施例。图2A至图2B是分别图示绝缘体上硅(SOI)衬底的实施例在鳍形成之后的截面和俯视图的不意框图。图3A至图3B是分别图示图2A至图2B的器件的实施例在器件之上形成电介质层之后的截面和俯视图的示意框图。图4A至图4B是分别图示图3A至图3B的器件的实施例在电介质层之上形成栅极材料之后的截面和俯视图的示意框图。图5A至图5B是分别图示图4A至图4B的器件的实施例在栅极材料之上形成掩模层之后的截面和俯视图的示意框图。图6A至图6B是分别图示图5A至图5B的器件的实施例在栅极区域定义之后的截面和俯视图的不意框图。图7A至图7C是分别图示图6A至图6B的器件的实施例在形成间隔物之后的截面和俯视图的不意框图。图8A至图SC是分别图示图7A至图7B的器件的实施例在形成隔离区域掩模之后的截面和俯视图的示意框图。图9A至图9C是分别图示图8A至图8B的器件的实施例在使用隔离区域掩模来蚀刻以暴露隔离区域中的间隔物之后的截面和俯视图的示意框图。图1OA至图1OC是分别图示图9A至图9B的器件的实施例在去除隔离区域中的间隔物之后的截面和俯视图的示意框图。图1lA至图1lC是分别图示图1OA至图1OB的器件的实施例在去除隔离区域中的电介质层之后的截面和俯视图的示意框图。图12A至12C是分别图示图1lA至图1lB的器件的实施例在氧化隔离区域中的鳍之后的截面和俯视图的示意框图。图13A至图13C是分别图示图1lA至图1lB的器件的实施例在去除隔离区域中的鳍之后的截面和俯视图的示意框图。【具体实施方式】提供一种用于finFET器件的后栅极隔离区域形成的方法和一种具有后栅极形成的隔离区域的finFET器件的实施例。可以通过在形成finFET栅极区域之后形成隔离区域来减少finFET器件中的形貌变化。隔离区域的形成中的这一延迟在栅极形成期间提供均匀形貌。可以在各种实施例中通过鳍氧化或者鳍去除来形成隔离区域。在隔离区域之前形成的栅极区域可以在各种实施例中包括虚设栅极(用于后栅极工艺)或者最终栅极(用于先栅极工艺)。鳍氧化和鳍去除可以与先栅极或者后栅极工艺结合使用。在隔离区域之后形成用于finFET器件的源极和漏极区域，并且在包括后栅极工艺的实施例中，在形成隔离区域之后也执行对虚设栅极的替换栅极处理以形成最终栅极。图1图示用于finFET器件的后栅极隔离区域形成的方法100的实施例。关于图2A至图2B到图13A至图13B讨论图1。首先在图1的块101中，在SOI衬底上形成多个鳍。SOI衬底可以包括在可以包括掩埋氧化物(BOX)的中间绝缘体层下面的可以包括硅的底部体衬底层，而可以包括硅的相对薄的半导体层位于顶部。鳍可以用包括但不限于侧壁图像转移的任何适当方式形成于顶部半导体层。任何适当数目和定向的鳍可以在图1的块101期间形成于SOI衬底上。图2A至图2B图示包括SOI衬底的器件200的实施例在鳍形成之后的截面和俯视图。器件200包括SOI衬底，该SOI衬底包括底部衬底201、B0X202和位于B0X202的顶部上的多个鳍203。鳍203可以包括硅鳍。仅出于示例目的而示出图2 ;可以在图1的块101期间形成任何适当数目和定向的鳍。图1的方法100的流程现在转到块102，在该块中在鳍之上沉积电介质层和栅极材料。在包括先栅极工艺的实施例中可以仅沉积第一电介质层，并且第一电介质层可以在各种实施例中包括高k(HK)材料和/或氧化物。在一些实施例中可以通过保形原子层沉积(ALD)来沉积电介质层。在一些实施例中电介质层可以包括用于完成的器件的栅极电介质。在器件之上沉积电介质层之后，在电介质层之上沉积栅极材料。在一些实施例中，栅极材料可以包括虚设栅极材料(用于后栅极工艺)，而在其它实施例中，栅极材料可以包括最终栅极材料(用于先栅极工艺)。在其中栅极材料包括虚设栅极材料的实施例中，栅极材料可以包括多晶硅。在其中栅极材料包括最终栅极材料的实施例中，栅极材料可以包括在栅极氧化物电介质层上面的功函数金属层和在金属层的顶部上的可以包括非晶硅的硅层。在形成之后，可以例如通过化学机械抛光(CMP)平坦化栅极材料的顶表面以减少器件中的形貌变化。图3A至图3B图示图2A至图2B的器件200在器件200之上形成电介质层301之后的截面和俯视图。电介质层301可以在各种实施例中包括高k(HK)材料或者氧化物，并且可以通过保形ALD来沉积。图4A至图4B示出在电介质层301之上形成和平坦化栅极材料401之后图3A至图3B的器件300。栅极材料401可以在一些实施例中包括多晶硅或者在其它实施例中包括在多晶硅层下面的金属层。例如通过CMP平坦化栅极材料401的顶表面。回顾图1的方法100，流程现在转到块103，在该块103中蚀刻栅极材料以定义用于器件的栅极区域。可以根据包括栅极材料的材料类型以任何适当方式执行蚀刻栅极材料以定义栅极区域，该栅极材料包括栅极区域。可以在一些实施例中在蚀刻栅极材料以形成栅极区域之前在栅极材料之上形成两层掩模，该两层掩模包括在顶部硬掩模层下面的底部掩模层。底部掩模层可以在一些实施例中包括氮化物，并且顶部硬掩模层可以在一些实施例中包括氮化物或者氧化物。可以基于用于顶部硬掩模层的材料调整顶部硬掩模层的厚度。例如，与氧化物顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于鳍式场效应晶体管(finFET)器件形成的方法，所述方法包括：在衬底上形成多个鳍；在所述多个鳍之上形成栅极区域；并且在形成所述栅极区域之后形成用于所述finFET器件的隔离区域，其中形成用于所述finFET器件的所述隔离区域包括执行对所述多个鳍的子集的氧化和去除中的一种。

【技术特征摘要】
2012.07.18 US 13/551,6591.一种用于鳍式场效应晶体管(finFET)器件形成的方法，所述方法包括:在衬底上形成多个鳍；在所述多个鳍之上形成栅极区域；并且在形成所述栅极区域之后形成用于所述finFET器件的隔离区域，其中形成用于所述finFET器件的所述隔离区域包括执行对所述多个鳍的子集的氧化和去除中的一种。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成用于所述finFET器件的所述隔离区域包括执行对所述多个鳍的所述子集的氧化。3. 根据权利要求1所述的方法，其中形成用于所述finFET器件的所述隔离区域包括执行对所述多个鳍的所述子集的去除。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述衬底包括绝缘体上硅(SOI)衬底，所述SOI衬底包括底部体衬底、位于所述底部体衬底上的掩埋氧化物(BOX)层和位于所述BOX层上的顶部硅层，并且其中所述多个鳍形成于所述SOI衬底的所述顶部硅层中。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在形成所述栅极区域之前在所述多个鳍之上沉积电介质层，其中所述栅极区域形成于所述电介质层上。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述电介质层包括氧化物，并且其中沉积所述电介质层包括保形原子层沉积。7.根据权利要求5所述的方法，其中在所述多个鳍之上形成所述栅极区域包括:在所述电介质层之上沉积栅极材料；平坦化所述栅极材料的顶表面；在所述栅极材料之上沉积包括底部掩模层和顶部硬掩模层的两层掩模；并且蚀刻所述栅极材料以形成所述栅极区域，其中所述两层掩模在蚀刻以形成所述栅极区域之后保留于所述栅极区域的顶部上。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述底部掩模层包括氮化物，并且所述顶部硬掩模层包括氧化物。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述底部掩模层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·S·哈兰，S·梅塔，T·E·斯坦戴尔特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：