[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。

然而，现有技术中鳍式场效应晶体管形成的半导体器件的性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件的形成方法，以提高隔离层的隔离性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部，所述鳍部包括第一区和第二区，第一区和第二区之间具有隔离槽；在所述半导体衬底上形成隔离结构膜，所述隔离结构膜覆盖鳍部的侧壁且填充满所述隔离槽；在所述隔离结构膜和鳍部上形成掩膜层，所述掩膜层中具有目标开口，所述目标开口暴露出隔离槽中的隔离结构膜表面、以及隔离槽周围的第一区鳍部的部分顶部表面和第二区鳍部的部分顶部表面；在所述目标开口中形成隔离层膜后，去除掩膜层；去除掩膜层后，回刻蚀隔离层膜和隔离结构膜，使隔离层膜形成隔离层，使隔离层膜周围的隔离结构膜形成隔离结构，隔离层的顶部表面高于鳍部的顶部表面，隔离结构的顶部表面低于鳍部的顶部表面。

可选的，形成所述目标开口的方法包括：在所述隔离结构膜和鳍部上形成初始掩膜层，所述初始掩膜层中具有初始开口，所述初始开口暴露出隔离槽中的隔离结构表面；沿垂直于初始掩膜层侧壁的方向刻蚀初始掩膜层以扩大初始开口，使初始掩膜层形成掩膜层，使初始开口形成掩膜层中的所述目标开口。

可选的，形成所述初始掩膜层的方法包括：在所述隔离结构膜和鳍部上形成掩膜材料层；在所述掩膜材料层上形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀掩膜材料层，形成初始掩膜层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀掩膜材料层后，去除所述图形化的光刻胶层。

可选的，在去除所述图形化的光刻胶层之前，沿垂直于初始掩膜层侧壁的方向刻蚀初始掩膜层以扩大初始开口；沿垂直于初始掩膜层侧壁的方向刻蚀初始掩膜层的方法包括：以所述图形化的光刻胶层为掩膜，采用各向同性刻蚀工艺刻蚀所述初始掩膜层。

可选的，去除所述图形化的光刻胶层后，沿垂直于初始掩膜层侧壁的方向刻蚀初始掩膜层以扩大初始开口。

可选的，沿垂直于初始掩膜层侧壁的方向刻蚀所述初始掩膜层的工艺为各向同性刻蚀工艺。

可选的，所述掩膜层的材料为氮化硅、氮碳化硅、氮氧化硅或无定型碳。

可选的，在所述目标开口中形成隔离层膜的方法包括：在所述目标开口中、以及掩膜层上形成初始隔离层膜；去除所述掩膜层上的初始隔离层膜，形成隔离层膜。

可选的，形成所述初始隔离层膜的工艺为高密度等离子体化学气相沉积工艺或高深宽比沉积工艺。

可选的，刻蚀去除所述掩膜层；在刻蚀去除所述掩膜层的过程中，所述掩膜层相对于所述隔离层膜的刻蚀选择比值为10～50。

可选的，所述隔离层和所述隔离结构的材料为氧化硅。

可选的，所述隔离结构膜的密度小于所述隔离层膜的密度；在回刻蚀所述隔离层膜和隔离结构膜的过程中，所述隔离结构膜的刻蚀速率大于所述隔离层膜的刻蚀速率。

可选的，形成所述隔离结构膜的方法包括：在所述半导体衬底上形成初始隔离结构膜，所述初始隔离结构膜覆盖所述鳍部；去除高于鳍部顶部表面的初始隔离结构膜，形成隔离结构膜。

可选的，形成所述初始隔离结构膜的工艺包括流体化学气相沉积工艺。

可选的，所述隔离层的顶部表面相对于所述鳍部的顶部表面的高度差为100埃～300埃。