半導(dǎo)體器件的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，通常晶圓上的集成電路包括核心電路和核心電路周圍的I/O電路。鰭式場效應(yīng)晶體管以其較小的尺寸、較大的驅(qū)動電流等優(yōu)點，應(yīng)用于集成電路制造工藝。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)是使用后柵工藝形成鰭式場效應(yīng)晶體管。鰭式場效應(yīng)晶體管包括:位于基底上的鰭部；橫跨鰭部的金屬柵極；所述柵極兩側(cè)的鰭部部分具有重摻雜，分別作為源極、漏極。
[0004]參照圖1，使用自對準(zhǔn)雙重圖形化(Self-aligned Double patterning,簡稱SADP)方法，在基底I形成并列排布的多個鰭形件2。核心區(qū)I的鰭形件2和外圍區(qū)II的鰭形件2是在同一步驟中形成的，其中核心區(qū)I用于形成核心電路，外圍區(qū)II用于形成I/O電路。
[0005]參照圖2，在基底I上形成淺溝槽隔離層3，淺溝槽隔離層3覆蓋基底I并將鰭形件2相互隔開，淺溝槽隔離層3的厚度小于鰭形件2的高度，高于淺溝槽隔離層3的鰭形件部分作為鰭部4。
[0006]參照圖3，使用熱氧化生長工藝，使鰭部4表面的硅與反應(yīng)腔內(nèi)的氧結(jié)合，在鰭部4表面形成氧化硅層5，氧化硅層5作為刻蝕阻擋層。在后續(xù)使用后柵工藝形成橫跨鰭部的金屬柵極時，刻蝕阻擋層在刻蝕去除偽柵極過程中起到刻蝕阻擋作用，避免偽柵極下的鰭部遭到過刻蝕。在去除偽柵極后，刻蝕去除氧化硅層5，在刻蝕氧化硅層5的條件下，氧化硅層5對鰭部的硅具有較大刻蝕選擇比，基本不會過刻蝕對應(yīng)偽柵極的鰭部部分。
[0007]對核心區(qū)I的核心電路來說，若鰭式場效應(yīng)晶體管的鰭部4在垂直于鰭部長度方向上的線寬較大時，載流子遷移率較大，那么核心電路中的信號傳遞速率也越大。但是，在熱氧化生長過程中，鰭部4表面的硅遭到損耗。參照圖2、圖3，進行熱氧化生長之后的鰭部4線寬W2小于未進行熱氧化生長之前的鰭部4線寬W1，核心區(qū)I的鰭部4表面損耗使鰭部4線寬減小，這會降低核心電路的信號傳遞速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是，現(xiàn)有技術(shù)核心電路的鰭式場效應(yīng)晶體管的鰭部線寬較小，降低了核心電路的信號傳輸速率。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，該半導(dǎo)體器件的形成方法包括:
[0010]提供基底，所述基底包括核心區(qū)和外圍區(qū)，在所述基底上形成有淺溝槽隔離層、和高于所述淺溝槽隔離層的多個鰭部；
[0011]在所述基底上形成帽層材料層，所述帽層材料層覆蓋基底、鰭部表面；
[0012]去除所述外圍區(qū)的帽層材料層部分，所述核心區(qū)剩余的帽層材料層作為帽層；
[0013]在形成所述帽層后，使用熱氧化生長工藝，在所述外圍區(qū)的鰭部表面形成第一刻蝕阻擋層。
[0014]可選地，在熱氧化生長工藝中，在所述核心區(qū)的鰭部和鰭部表面的帽層之間形成第二刻蝕阻擋層。
[0015]可選地，還包括:
[0016]形成橫跨所述鰭部的偽柵極；
[0017]形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋帽層和第一刻蝕阻擋層、偽柵極，層間介質(zhì)層的上表面和偽柵極上表面持平；
[0018]刻蝕去除所述偽柵極形成偽柵溝槽，至露出所述帽層和第一刻蝕阻擋層；
[0019]去除所述核心區(qū)偽柵溝槽中的帽層、和外圍區(qū)偽柵溝槽中的第一刻蝕阻擋層，之后，在偽柵溝槽中形成金屬柵極。
[0020]可選地，所述淺溝槽隔離層和鰭部的形成方法包括:
[0021]對部分厚度的基底進行圖形化形成多個鰭形件；
[0022]在所述基底上形成絕緣層，所述絕緣層覆蓋基底和所有鰭形件，且基底上的絕緣層部分高于鰭形件；
[0023]回刻蝕去除部分厚度的絕緣層，所述鰭形件高于基底上剩余的絕緣層，所述剩余的絕緣部分作為淺溝槽隔離層，高于淺溝槽隔離層的鰭形件部分作為鰭部。
[0024]可選地，對部分厚度的基底進行圖形化形成多個鰭形件的方法包括:
[0025]在所述基底上形成條形件，所述條形件定義相鄰兩鰭形件之間空隙的位置；
[0026]在所述條形件延伸方向的側(cè)壁形成側(cè)墻，所述側(cè)墻定義鰭形件的位置；
[0027]以所述側(cè)墻為掩模，刻蝕所述條形件和條形件下部分厚度基底，在所述側(cè)墻下形成鰭形件；
[0028]去除所述側(cè)墻。
[0029]可選地，所述條形件的材料為氧化硅，所述側(cè)墻的材料為氮化硅。
[0030]可選地，所述淺溝槽隔離層和鰭部的形成方法包括:
[0031]在所述基底上形成絕緣層、和位于絕緣層上的頂部硅層，所述絕緣層作為淺溝槽隔離層；
[0032]對全部厚度的所述頂部硅層進行圖形化形成多個鰭部。
[0033]可選地，去除所述外圍區(qū)的帽層材料層部分的方法為濕法刻蝕。
[0034]可選地，所述帽層材料為氧化硅或氮化硅。
[0035]可選地，所述帽層材料為氧化硅，所述濕法刻蝕過程使用的刻蝕劑為稀釋氫氟酸溶液。
[0036]可選地，所述帽層材料為氮化硅，所述濕法刻蝕過程使用的刻蝕劑為稀釋磷酸溶液。
[0037]可選地，在形成所述層間介質(zhì)層之前，對所述偽柵極兩側(cè)鰭部部分進行離子注入，分別形成源極、漏極。
[0038]可選地，在所述偽柵溝槽中形成覆蓋偽柵溝槽側(cè)壁和底部的高K柵介質(zhì)層，所述金屬柵極覆蓋高K柵介質(zhì)層。
[0039]可選地，所述高K柵介質(zhì)層和金屬柵極的形成方法包括:
[0040]形成高K介質(zhì)材料層和位于高K介質(zhì)材料層上的金屬柵極材料層，所述高K介質(zhì)材料層覆蓋所述層間介質(zhì)層、偽柵溝槽側(cè)壁和底部，所述金屬柵極材料層填充滿偽柵溝槽；
[0041]去除高出層間介質(zhì)層上表面的高K介質(zhì)材料層和金屬柵極材料層，所述偽柵溝槽中剩余的高K介質(zhì)材料層作為高K柵介質(zhì)層，剩余的金屬柵極材料層作為金屬柵極。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0043]在熱氧化生長過程中，在外圍區(qū)，氧直接與鰭部表面接觸。而在核心區(qū)，帽層對氧向鰭部表面的擴散形成阻擋，外圍區(qū)鰭部表面的氧含量明顯多于核心區(qū)的鰭部表面的氧含量，使外圍區(qū)的鰭部表面熱氧化生長速率很大，核心區(qū)的鰭部表面的硅損耗量很小或基本不會遭到損耗。因此，經(jīng)過熱氧化生長后，核心區(qū)的鰭部線寬大于外圍區(qū)的鰭部線寬。與現(xiàn)有技術(shù)相比，核心區(qū)的鰭部線寬與預(yù)期線寬相差不多或基本相等，可保證核心電路的鰭部中載流子較高載流子遷移率，核心電路具有較高信號傳輸速率。
【附圖說明】
[0044]圖1?圖3是現(xiàn)有的鰭式場效應(yīng)晶體管在形成過程中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4?圖10是本發(fā)明具體實施例的鰭式場效應(yīng)晶體管在形成過程中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖11?圖12是本發(fā)明另一實施例的鰭式場效應(yīng)晶體管的鰭部和淺溝槽隔離層在形成過程中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0047]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0048]參照圖4，提供基底100，基底100包括核心區(qū)I和外圍區(qū)II，核心區(qū)I將用于形成核心電路，外圍區(qū)II將用于形成I/O電路。
[0049]在具體實施例中，基底100可以為娃基底，也可以是錯、錯娃、神化嫁基底或絕緣體上硅基底。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇基底，因此基底的類型不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。本實施例中的基底100選擇硅基底，因為在硅基底上實施本技術(shù)方案要比在上述其他基底上實施本技術(shù)方案的成本低。
[0050]參照圖5，對部分厚度的基底進行圖形化形成多個鰭形件101。
[0051]在具體實施例中，使用自對準(zhǔn)雙重圖形化方法，對部分厚度基底進行圖形化形成多個鰭形件101,具體地,包括:
[0052]在基底100上形成條形件(圖中未示出)，所述條形件的材料為氧化硅，條形件用于定義相鄰兩鰭形件之間空隙的位置；
[0053]在條形件延伸方向的側(cè)壁形成側(cè)墻，側(cè)墻的材料為氮化硅，該側(cè)墻定義鰭形件的位置；
[0054]以側(cè)墻為掩模，刻蝕條形件和條形件下部分厚度的基底，在側(cè)墻下形成鰭形件101 ；
[0055]最后，去除側(cè)墻。
[0056]參照圖6，在基底100上形成絕緣層102，絕緣層覆蓋基底100和所有鰭形件101，且基底100上的絕緣層部分高于鰭形件101。絕緣層102的材料為氧化硅，具體使用化學(xué)氣相沉積形成。
[0057]參照圖7，回刻蝕去除部分厚度的絕緣層，鰭形件101高于基底100上剩余的絕緣層，該剩余的絕緣部分作為淺溝槽隔離層103，高于淺溝槽隔離層103的鰭形件部分作為鰭部 104。
[0058]參照圖8，在基底100上形成帽層材料層105，帽層材料層105覆蓋基底100、鰭部104表面。在具體實施例中，帽層材料為氧化硅或氮化硅，可使用化學(xué)氣相沉積工藝形成。
[0059]參照圖9，在去除外圍區(qū)II的帽層材料層部分，核心區(qū)I剩余的帽層材料層部分作為帽層106。
[0060]在具體實施例中，去除外圍區(qū)II的帽層材料層部分的方法包括:
[0061]在帽層材料層105上形成圖形化的掩模層，該圖形化的掩模層材料可為光刻膠或其他掩模材料，在本實施例中，圖形化的掩模層的材料為光刻膠，圖形化的掩模層定義外圍區(qū)II的位置；
[0062]以圖形化的掩模層為掩模，濕法刻蝕去除外圍區(qū)II的帽層材料層部分，根據(jù)帽層材料，當(dāng)帽層材料為氧化硅時，濕法刻蝕過程中可使用稀釋氫氟酸溶液，當(dāng)帽層材料為氮化硅時，濕法刻蝕過程中可使用稀釋磷酸溶液；
[0063]去除圖形化的掩模層。