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)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件的元件密度和集成度的提高，平面晶體管的柵極尺寸也越來(lái)越短，傳統(tǒng)的平面晶體管對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)?，產(chǎn)生短溝道效應(yīng)，產(chǎn)生漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性倉(cāng)泛。
[0003]為了克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種常見(jiàn)的多柵器件。
[0004]現(xiàn)有的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)包括:位于所述襯底上的鰭部；位于襯底表面且覆蓋部分所述鰭部側(cè)壁的介質(zhì)層；橫跨所述鰭部和介質(zhì)層上、且覆蓋部分鰭部側(cè)壁和頂部表面的柵極結(jié)構(gòu)；位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。所述柵極結(jié)構(gòu)包括:位于介質(zhì)層表面、鰭部的部分側(cè)壁和底部表面的柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的柵極層、以及位于柵極層和柵介質(zhì)層側(cè)壁表面的側(cè)墻。為了使所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管能夠與襯底上的其它半導(dǎo)體器件構(gòu)成芯片電路，所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的源區(qū)、漏區(qū)、柵極層中的一者或多者表面需要形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，例如導(dǎo)電插塞或電互連線。
[0005]然而，隨著工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的尺寸縮小、器件密度提高，使得形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝難度不斷增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，能夠形成形貌良好的源漏導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和柵極插塞，使所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管性能穩(wěn)定。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底表面具有柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)分別具有一個(gè)互連區(qū)，所述互連區(qū)的襯底內(nèi)分別具有位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)，所述襯底和柵極結(jié)構(gòu)表面具有第一介質(zhì)層；在第一介質(zhì)層內(nèi)形成阻擋開(kāi)口，所述阻擋開(kāi)口頂部的圖形至少貫穿一個(gè)互連區(qū)；在所述阻擋開(kāi)口內(nèi)形成阻擋層，所述阻擋層的材料與第一介質(zhì)層的材料不同；在所述第一介質(zhì)層和阻擋層表面形成第一圖形化層，所述第一圖形化層內(nèi)具有暴露出部分第一介質(zhì)層和阻擋層表面的第一開(kāi)口，且所述第一開(kāi)口暴露出的區(qū)域與互連區(qū)一致；以所述第一圖形化層和阻擋層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層，直至暴露出互連區(qū)的襯底表面為止，在第一介質(zhì)層內(nèi)形成分別位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源漏溝槽；在第一介質(zhì)層內(nèi)形成暴露出柵極結(jié)構(gòu)頂部的柵極通孔；在源漏溝槽和柵極通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料，在源漏溝槽內(nèi)形成源漏導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，在柵極通孔內(nèi)形成柵極插塞。
[0008]可選的，所述襯底包括:半導(dǎo)體基底、位于半導(dǎo)體基底表面的鰭部、以及位于半導(dǎo)體基底表面且覆蓋部分鰭部側(cè)壁的第二介質(zhì)層，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨于所述鰭部上，且所述柵極結(jié)構(gòu)位于部分第二介質(zhì)層表面、以及鰭部的側(cè)壁和頂部表面，所述源區(qū)和漏區(qū)位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)。
[0009]可選的，所述鰭部的數(shù)量大于1，且若干鰭部相互平行，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨于至少一個(gè)鰭部上，所述互連區(qū)貫穿至少一個(gè)鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)或漏區(qū)。
[0010]可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)的數(shù)量大于1，且若干柵極結(jié)構(gòu)平行排列，每一柵極結(jié)構(gòu)橫跨于至少一個(gè)鰭部上。
[0011]可選的，所述阻擋開(kāi)口的形成工藝包括:在第一介質(zhì)層表面形成第三圖形化層，所述第三圖形化層內(nèi)具有第三開(kāi)口，所述第三開(kāi)口的圖形至少貫穿一個(gè)互連區(qū)的圖形；以所述第三圖形化層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層，在第一介質(zhì)層內(nèi)形成阻擋開(kāi)口 ；在刻蝕工藝之后，去除所述第三圖形化層。
[0012]可選的，所述第三圖形化層的材料為光刻膠，所述第三圖形化層的形成工藝包括:在第一介質(zhì)層表面旋涂第三光刻膠層；對(duì)所述第三光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，在第三光刻膠層內(nèi)形成第三開(kāi)口，所述第三開(kāi)口暴露出需要形成阻擋開(kāi)口的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
[0013]可選的，還包括:在形成第三圖形化層之前，在第一介質(zhì)層表面形成掩膜材料膜；在對(duì)第三光刻膠層進(jìn)行曝光顯影之后，以第三圖形化層刻蝕所述掩膜材料膜，直至暴露出第一介質(zhì)層表面為止，形成掩膜層；以所述掩膜層刻蝕第一介質(zhì)層，形成阻擋開(kāi)口。
[0014]可選的，所述阻擋層的形成工藝包括:在第一介質(zhì)層表面和阻擋開(kāi)口內(nèi)形成阻擋膜；平坦化所述阻擋膜，并暴露出第一介質(zhì)層表面，在阻擋開(kāi)口內(nèi)形成阻擋層。
[0015]可選的，所述阻擋層的材料為氮化鈦。
[0016]可選的，所述阻擋開(kāi)口頂部的圖形還貫穿所述柵極結(jié)構(gòu)的圖形、位于所述柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的互連區(qū)圖形中的一者或兩者；位于所述阻擋開(kāi)口內(nèi)的阻擋層圖形還貫穿所述柵極結(jié)構(gòu)的圖形、位于所述柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的互連區(qū)圖形中的一者或兩者。
[0017]可選的，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的襯底內(nèi)形成應(yīng)力層，所述應(yīng)力層的材料為硅鍺或碳化硅；在所述應(yīng)力層內(nèi)摻雜離子，形成柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)。
[0018]可選的，所述應(yīng)力層的材料為硅鍺，所述應(yīng)力層內(nèi)具有P型離子；所述應(yīng)力層的材料為碳化硅，所述應(yīng)力層內(nèi)具有N型離子。
[0019]可選的，所述源漏溝槽暴露出所述應(yīng)力層表面。
[0020]可選的，所述第一圖形化層還具有暴露出第一介質(zhì)層表面的第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口的位置與柵極結(jié)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)；所述第一通孔的形成方法包括:在刻蝕形成漏溝槽的同時(shí)，以所述第一圖形化層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層，直至暴露出第一柵極結(jié)構(gòu)頂部表面為止。
[0021]可選的，第一圖形化層的材料為光刻膠，所述第一圖形化層的形成工藝包括:在第一介質(zhì)層和阻擋層表面旋涂第一光刻膠層；對(duì)所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，在第一光刻膠層內(nèi)形成第一開(kāi)口。
[0022]可選的，所述柵極通孔的形成方法包括:在形成源漏溝槽之后，去除所述第一圖形化層和阻擋層，在第一介質(zhì)層表面形成第二圖形化層，所述第二圖形化層內(nèi)具有暴露出第一介質(zhì)層表面的第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口的位置與柵極結(jié)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)；以所述第二圖形化層為掩膜，刻蝕所述第一介質(zhì)層，直至暴露出柵極結(jié)構(gòu)表面為止。
[0023]可選的，第二圖形化層的材料為光刻膠，所述第二圖形化層的形成工藝包括:在第一介質(zhì)層表面旋涂第二光刻膠層；對(duì)所述第二光刻膠層進(jìn)行曝光顯影，在第二光刻膠層內(nèi)形成第二開(kāi)口。
[0024]可選的，所述源漏導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和柵極插塞的形成工藝包括:在第一介質(zhì)層表面、源漏溝槽的側(cè)壁和底部表面、以及柵極通孔的側(cè)壁和底部表面形成停止層，所述停止層的材料包括鈦；在所述停止層表面形成填充滿源漏溝槽和柵極通孔的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層的材料包括鎢；拋光所述導(dǎo)電層和停止層直至暴露出第一介質(zhì)層表面為止。
[0025]可選的，還包括:在拋光工藝之前，進(jìn)行退火工藝，使停止層的材料向源漏溝槽底部的源區(qū)和漏區(qū)內(nèi)擴(kuò)散，在源區(qū)和漏區(qū)表面形成電接觸層。
[0026]可選的，柵極結(jié)構(gòu)包括:位于襯底表面的柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的柵極層、以及位于柵介質(zhì)層和柵極層側(cè)壁表面的側(cè)墻，所述柵介質(zhì)層的材料為高K介質(zhì)材料，所述柵極層的材料為金屬，所述柵極結(jié)構(gòu)采用后柵工藝形成。
[0027]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(diǎn):
[0028]本發(fā)明的方法中，在形成源漏溝槽之前，在第一介質(zhì)層內(nèi)形成阻擋開(kāi)口，所述阻擋開(kāi)口頂部的圖形至少貫穿一個(gè)互連區(qū)，由于所述阻擋開(kāi)口內(nèi)用于形成阻擋層，因此所形成的阻擋層圖形也至少貫穿一個(gè)互連區(qū)。由于所述互連區(qū)即后續(xù)第一圖形化層內(nèi)的第一開(kāi)口所打開(kāi)的區(qū)域，且所述阻擋層的材料與第一介質(zhì)層不同，因此，后續(xù)以所述第一圖形化層刻蝕第一介質(zhì)層時(shí)，所述阻擋層也能夠作為刻蝕掩膜，能夠使所形成的源漏溝槽頂部的圖形小于第一開(kāi)口的圖形，在保證源漏溝槽尺寸精確度的情況下，使得所形成的源漏溝槽尺寸縮小，則形成于所述源漏溝槽內(nèi)的源漏導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的尺寸精確、縮小。而且，所述源漏溝槽以阻擋層和第一圖形化層為掩膜進(jìn)行刻蝕，因此所述源漏溝槽的側(cè)壁邊界能夠由所述阻擋層和第一圖形化層進(jìn)行精確控制，能夠避免所述源漏溝槽的側(cè)壁邊界形成圓角，有利于保證形成于源漏溝槽內(nèi)的源漏導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的形貌良好。此外，由于所述源漏導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和柵極插塞同時(shí)形成，因此所述半導(dǎo)體器件的形成方法得到簡(jiǎn)化。
[0029]進(jìn)一步，在第一介質(zhì)層表面形成第三圖形化層，以所述第三圖形化層為掩膜刻蝕第一介質(zhì)層以形成阻擋開(kāi)口，而所述第三光刻膠層內(nèi)的第三開(kāi)口用于定義阻擋開(kāi)口。由于