[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明公开了半导体装置及其制造方法。该半导体装置包括：衬底结构，该衬底结构包括衬底；在该衬底上的鳍片式结构，该鳍片式结构包括半导体层；包绕鳍片式结构的一部分表面的栅极绝缘物和位于栅极绝缘物上的栅极；分别位于栅极两侧的在半导体层中的源极和漏极；位于栅极的漏极侧的具有第一介电常数的第一电介质间隔物；以及位于栅极的源极侧的具有第二介电常数的第二电介质间隔物和具有第三介电常数的第三电介质间隔物，第三电介质间隔物和第二电介质间隔物中的一方在另一方之上；其中，第一介电常数和第三介电常数均小于第二介电常数。该半导体装置的栅极两侧的电介质间隔物的非对称结构可以提高器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

目前随着半导体技术的发展，鳍片式场效应晶体管(Fin Field EffectTransistor，FinFET)得到广泛的应用。随着器件尺寸的减小，FinFET器件中栅极两侧的间隔物对器件性能的影响越来越大。为了提高FinFET器件的性能，目前引入高k(介电常数)材料作为间隔物。然而，高k间隔物的宽度需要优化。

现有技术中已经提出了这样的双k(dual-k)间隔物结构，其中，高k间隔物在低k间隔物外侧。然而，这样的结构增加了总体间隔物的宽度，使得该宽度需要优化。此外，在这样的结构中，漏极侧的外侧的高k间隔物将会降低器件性能。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在的上述问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了本发明的新的技术方案。

本发明的一个实施例的目的之一是：提供一种半导体装置。本发明的一个实施例的目的之一是：提供一种半导体装置的制造方法。根据本发明的装置和方法具有新颖的结构，能够优化高k间隔物的宽度，和/或改善器件性能。

根据本发明的第一方面，提供了一种半导体装置，包括：衬底结构，所述衬底结构包括衬底；在所述衬底上的鳍片式结构，所述鳍片式结构包括半导体层；包绕所述鳍片式结构的一部分表面的栅极绝缘物和位于所述栅极绝缘物上的栅极；分别位于所述栅极两侧的在所述半导体层中的源极和漏极；位于所述栅极的漏极侧的具有第一介电常数的第一电介质间隔物；以及位于所述栅极的源极侧的具有第二介电常数的第二电介质间隔物和具有第三介电常数的第三电介质间隔物，所述第三电介质间隔物和所述第二电介质间隔物中的一方在另一方之上；其中，所述第一介电常数和所述第三介电常数均小于所述第二介电常数。

在一些实施例中，所述半导体装置还包括：所述栅极绝缘物包括栅极电介质层，所述栅极电介质层包括在衬底和栅极之间的部分、在栅极与第一电介质间隔物之间的部分、以及在栅极与第二和第三电介质间隔物之间的部分。

在一些实施例中，所述第三电介质间隔物位于所述衬底结构上，所述第二电介质间隔物位于所述第三电介质间隔物上。

在一些实施例中，所述第二电介质间隔物位于所述衬底结构上，所述第三电介质间隔物位于所述第二电介质间隔物上。

在一些实施例中，所述第一电介质间隔物为低k电介质材料；所述第二电介质间隔物为高k电介质材料；所述第三电介质间隔物为低k电介质材料。

在一些实施例中，所述第一电介质间隔物与所述第三电介质间隔物由相同的材料形成。

在一些实施例中，所述低k电介质材料包括：多孔的硅的氧化物或者掺碳的多孔的硅的氮化物，非晶碳；所述高k电介质材料包括：硅的氮化物、Al₂O₃、Y₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂、HfO₂或ZrO₂。