[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

根据示例性实施例，提供了形成垂直结构的方法。该方法包括以下操作：提供衬底；在衬底上方形成第一氧化物层；在第一氧化物层上方形成第一伪层；蚀刻第一氧化物层和第一伪层以形成凹槽；在凹槽中形成第二伪层(以及对第二伪层进一步实施CMP并停止在第一伪层上)；去除第一伪层；去除第一氧化物层；以及蚀刻衬底以形成垂直结构。根据示例性实施例，提供了半导体器件。该半导体器件包括：衬底、嵌入在衬底中的STI；以及具有与STI基本对准的源极的垂直晶体管。本发明涉及半导体器件及其形成方法。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

诸如垂直全环栅晶体管的垂直半导体器件非常流行但产生非期望的器件特性。因此，需要改进其制造。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种形成垂直结构的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上方形成第一氧化物层；形成浅沟槽隔离件以将所述衬底划分成第一区和第二区；在所述第一氧化物层和所述浅沟槽隔离件上方形成第一伪层；蚀刻所述第一氧化物层和所述第一伪层以在所述第一区中形成第一凹槽并在所述第二区中形成第二凹槽；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成第二伪层；去除所述第一伪层；去除所述第一氧化物层；蚀刻所述浅沟槽隔离件的一部分；以及蚀刻所述衬底以使得所述衬底与所述浅沟槽隔离件的顶部对准，并且在所述第一区中形成第一垂直结构且在所述第二区中形成第二垂直结构。

在上述方法中，在所述衬底上方形成所述第一氧化物层还包括：在所述衬底上方形成由氧化硅制成的所述第一氧化物层。

在上述方法中，在所述第一氧化物层和所述浅沟槽隔离件上方形成所述第一伪层还包括：在所述第一氧化物层和所述浅沟槽隔离件上方形成由导电材料制成的所述第一伪层。

在上述方法中，在所述第一氧化物层和所述浅沟槽隔离件上方形成所述第一伪层还包括：在所述第一氧化物层和所述浅沟槽隔离件上方形成由介电材料制成的所述第一伪层。

在上述方法中，在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成所述第二伪层还包括：形成对所述第一伪层而言具有高蚀刻选择性的所述第二伪层。

在上述方法中，在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成所述第二伪层还包括：在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成由SiOCN制成的所述第二伪层。

在上述方法中，蚀刻所述衬底以使得所述衬底与所述浅沟槽隔离件的顶部对准并且在所述第一区中形成所述第一垂直结构和在所述第二区中形成所述第二垂直结构还包括：蚀刻所述衬底以使得所述浅沟槽隔离件的顶部和所述衬底之间的断层小于20埃至100埃。

在上述方法中，还包括：对所述第二伪层实施化学机械抛光并停止在所述第一伪层处。

在上述方法中，还包括：对所述第一垂直结构、所述第二垂直结构和所述衬底实施氢退火；对所述第一垂直结构、所述第二垂直结构和所述衬底实施原位蒸汽产生工艺以形成第三氧化物层；对所述浅沟槽隔离件实施STI致密退火；蚀刻所述第三氧化物层同时保留所述浅沟槽隔离件；在所述第一垂直结构、所述第二垂直结构和所述衬底上形成屏蔽氧化物；穿过所述屏蔽氧化物将第一掺杂剂离子注入至所述衬底的第一区内；穿过所述屏蔽氧化物将第二掺杂剂离子注入至所述衬底的第二区内；以及去除所述屏蔽氧化物。

在上述方法中，形成所述浅沟槽隔离件以将所述衬底划分成所述第一区和所述第二区还包括：在所述第一氧化物层上方形成停止层；在所述停止层上方形成第二氧化物层；在所述第二氧化物层上方形成平坦化层；蚀刻所述第一氧化物层、所述停止层、所述第二氧化物层和所述平坦化层以暴露所述衬底的一部分；去除所述平坦化层；去除所述第二氧化物层；蚀刻所述衬底的暴露部分以形成沟槽；在所述沟槽中形成第三氧化物层；抛光所述第三氧化物层并停止在所述停止层处；以及去除所述停止层。