[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

FinFET器件包括具有鳍结构的半导体层，该鳍结构突出到半导体层之外。鳍结构包括第一部分和设置在第一部分上方的第二部分。在半导体衬底上方设置介电层。通过介电层围绕鳍结构的第一部分。在介电层上方设置金属层。通过金属层围绕鳍结构的第二部分。介电层具有比金属层更大的氮含量。鳍结构的第一部分还具有比鳍结构的第二部分的第二侧面更粗糙的第一侧面。本发明还提供了半导体器件及其制造方法。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体工业已经进入到纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本。随着这种进展的发生，来自制造和设计问题的挑战已经导致了诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的三维设计的发展。利用从衬底延伸的薄“鳍”(或鳍式结构)来制造典型的FinFET器件。鳍通常包括硅并且形成晶体管器件的主体。在这种垂直鳍中形成晶体管的沟道。在鳍上方(例如，包裹鳍)提供栅极。这种类型的栅极允许更好地控制沟道。FinFET器件的其他优势包括减少的短沟道效应和更高的电流。

然而，传统的FinFET器件仍然可能具有特定缺点。一个缺点是，随着间距尺寸不断缩小，可能难以实现足够宽的鳍宽度的目标。例如，当FinFET制造达到30纳米或更小的间距尺寸时，鳍宽度可能太小(例如，小于6纳米)。这种小的鳍宽度可能导致鳍的非期望的翘曲或甚至塌陷。小的鳍宽度还可以引起载流子迁移率降低。因此，器件性能受到损害，或者器件故障率可能增加。

因此，虽然现有的FinFET器件及其制造通常已经满足它们的预期目的，但是它们还没有在每个方面完全令人满意。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种半导体器件，包括：半导体层，具有突出到所述半导体层之外的鳍结构，其中，所述鳍结构包括第一部分和设置在所述第一部分上的第二部分；介电层，设置在所述半导体层上方，其中，所述介电层围绕所述鳍结构的所述第一部分；以及金属层，设置在所述介电层上方，其中，所述金属层围绕所述鳍结构的所述第二部分，其中，所述介电层的氮含量大于所述金属层的氮含量。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：半导体层，具有突出到所述半导体层之外的鳍结构，其中，所述鳍结构包括第一部分和设置在所述第一部分上的第二部分；介电层，设置在所述半导体层上方，其中，所述鳍结构的所述第一部分嵌入在所述介电层内；以及金属层，设置在所述介电层上方，其中，所述鳍结构的所述第二部分嵌入所述金属层内，并且其中，所述鳍结构的所述第一部分具有的第一侧面比所述鳍结构的所述第二部分的第二侧面更粗糙。

根据本发明的又一方面，提供了一种半导体器件的制造方法，包括：将半导体层蚀刻成多个鳍结构；对所述鳍结构的侧面实施第一氮化工艺，所述第一氮化工艺在所述鳍结构的侧面处形成氮氧化物层；在所述氮氧化物层上形成衬垫氧化物层；以及在所述鳍结构周围形成隔离结构。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于示例性的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1是示例性FinFET器件的透视图。

图2-图15是根据本发明的各个实施例的处于不同制造阶段的FinFET器件的三维透视图。

图16-图17是根据本发明的各个实施例的FinFET器件的不同截面侧视图。

图18是根据本发明的实施例的用于制造FinFET器件的方法的流程图。

具体实施方式