側(cè)墻形成方法和包括側(cè)墻的半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及一種側(cè)墻的形成方法以及包括這種側(cè)墻的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]側(cè)墻(spacer)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件中。例如，側(cè)墻可以通過共形淀積一材料層，然后對該材料層進(jìn)行各向異性刻蝕如反應(yīng)離子刻蝕(RIE)來得到。在RIE中，材料層的橫向延伸部分可以被去除，而豎直延伸部分可以保留。于是，側(cè)墻可以形成于各種大致豎直延伸的側(cè)壁上。側(cè)墻的形狀取決于材料層的淀積共形度以及側(cè)壁本身的角度。
[0003]圖1中示出了一示例側(cè)墻。如圖1所示，在襯底100上形成有結(jié)構(gòu)102，該結(jié)構(gòu)102具有大致豎直延伸的側(cè)壁。結(jié)構(gòu)102可以包括柵堆疊等。在結(jié)構(gòu)102的側(cè)壁上，形成有側(cè)墻104。在形成側(cè)墻104的RIE過程中，盡管控制離子主要沿垂直于襯底100表面的方向行進(jìn)，但是事實上離子在所有方向上均有一定的轟擊作用。因此，側(cè)墻104，特別是如圖中的虛線圈所示的頂部外側(cè)角部，受到離子的轟擊作用而呈現(xiàn)圓滑的特征。這種側(cè)墻也稱作“D”形側(cè)墻。此外，結(jié)構(gòu)102的側(cè)壁通常也并非完全垂直于襯底100的表面，而是與襯底100的表面成并非90度的一定角度(從而結(jié)構(gòu)102例如呈現(xiàn)從下往上漸縮的形狀)。該角度也會影響側(cè)墻的形成和形狀。
[0004]另外，鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)是一種立體型器件，包括在襯底上大致豎直形成的鰭(fin)，可以在鰭中形成器件的導(dǎo)電溝道。由于可以提升鰭的高度而不增加其占用面積(footprint)，從而可以增加每單位占用面積的電流驅(qū)動能力。
[0005]圖2中示出了一示例FinFET。如圖2所示，該FinFET可以包括襯底200、在襯底200上形成的鰭202以及在襯底200上形成的與鰭202相交的柵堆疊。柵堆疊可以包括柵介質(zhì)層206和柵導(dǎo)體層208。柵堆疊可以通過隔離層204與襯底200隔離。
[0006]通常，為了工藝的可行性和器件的可靠性，鰭202的側(cè)壁并不完全垂直于襯底200的表面。例如，鰭202的側(cè)壁可以相對于襯底202的表面成約80°的角度。這種非完全垂直的側(cè)壁導(dǎo)致側(cè)墻難以形成在鰭的側(cè)壁上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述問題，本公開提供了一種側(cè)墻形成方法和包括側(cè)墻的半導(dǎo)體器件。
[0008]根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種形成側(cè)墻的方法，包括:在襯底上形成鰭；在襯底上形成與鰭相交的柵堆疊；在襯底上共形淀積第一介質(zhì)層，覆蓋鰭和柵堆疊；在第一介質(zhì)層上共形淀積第二介質(zhì)層；對第二介質(zhì)層進(jìn)行各向異性刻蝕，以在柵堆疊和鰭各自的至少一部分側(cè)壁上形成第一側(cè)墻；以及以第一側(cè)墻為掩模，對第一介質(zhì)層進(jìn)行選擇性各向異性刻蝕，以形成第二側(cè)墻。
[0009]根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；在襯底上形成的鰭以及與鰭相交的柵堆疊；以及在柵堆疊和鰭各自的至少一部分側(cè)壁上形成的第一側(cè)墻。
[0010]根據(jù)本公開的實施例，可以在柵堆疊和鰭各自的至少一部分側(cè)壁上均形成側(cè)墻(或者為雙側(cè)墻結(jié)構(gòu)，或者為單側(cè)墻結(jié)構(gòu))，且這種側(cè)墻的截面可以呈現(xiàn)大致矩形形狀乃至方形形狀。
【附圖說明】
[0011]通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0012]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例側(cè)墻；
[0013]圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例FinFET ；
[0014]圖3-8是示出了根據(jù)本公開實施例的形成側(cè)墻的流程中多個階段的示意截面圖。
【具體實施方式】
[0015]以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。
[0016]在附圖中示出了根據(jù)本公開實施例的各種結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚表達(dá)的目的，放大了某些細(xì)節(jié)，并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關(guān)系僅是示例性的，實際中可能由于制造公差或技術(shù)限制而有所偏差，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際所需可以另外設(shè)計具有不同形狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。
[0017]在本公開的上下文中，當(dāng)將一層/元件稱作位于另一層/元件“上”時，該層/元件可以直接位于該另一層/元件上，或者它們之間可以存在居中層/元件。另外，如果在一種朝向中一層/元件位于另一層/元件“上”，那么當(dāng)調(diào)轉(zhuǎn)朝向時，該層/元件可以位于該另一層/元件“下”。
[0018]根據(jù)本公開的實施例，在襯底上形成鰭并形成與鰭相交的柵堆疊之后，可以同時在柵堆疊和鰭各自的至少一部分側(cè)壁上形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。為了確保側(cè)墻結(jié)構(gòu)的可靠形成，特別是在鰭的側(cè)壁相對于襯底表面傾斜的情況下，可以采用雙層側(cè)墻配置。例如，可以在襯底上依次大致共形淀積第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，以覆蓋鰭和柵堆疊。然后，可以對第二介質(zhì)層進(jìn)行各向異性刻蝕如RIE，以形成第一側(cè)墻。接著，可以第一側(cè)墻為掩模，對第一介質(zhì)層進(jìn)行選擇性各向異性刻蝕如RIE，以形成第二側(cè)墻。
[0019]在此，第一側(cè)墻主要用來保護第二側(cè)墻。因此，第一側(cè)墻本身可以受損(例如，離子損傷)且可能在后繼工藝中被去除。相反，第二側(cè)墻在RIE過程中，其側(cè)壁受到第一側(cè)墻的保護而基本未受損傷。于是，第二側(cè)墻的橫截面可以呈大致規(guī)則形狀。根據(jù)一示例，第二介質(zhì)層(因此，第一側(cè)墻)比第一介質(zhì)層(因此，第二側(cè)墻)要薄。這樣，最終側(cè)墻結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸主要由受到保護的第二側(cè)墻決定。
[0020]在此，所謂“大致規(guī)則形狀”是指與該截面中的各邊相對應(yīng)的表面大致平坦延伸，從而截面中相應(yīng)的各邊大致直線延伸并構(gòu)成多邊形形狀，而基本上不存在圓滑的過渡。即，“圓滑的過渡”，例如常規(guī)D形側(cè)墻中所見的圓滑角部，構(gòu)成不規(guī)則性。在此，所謂“大致”是指各表面例如由于制造公差和工藝限制等因素而存在一定的起伏，從而截面中相應(yīng)的直線邊存在一定的曲折，但這種起伏或曲折相對于表面或邊的整體的平坦或直線延伸趨勢而言可以忽略。
[0021]本公開可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
[0022]圖3-8是示出了根據(jù)本公開實施例的形成側(cè)墻的流程中多個階段的示意截面圖。
[0023]如圖3 (圖3 (a)是俯視圖，圖3 (b)是沿圖3 (a)中AA ^線的截面圖，圖3 (C)是沿圖3(a)中線的截面圖)所示，提供襯底1000。襯底1000可以包括體半導(dǎo)體襯底如S1、Ge，化合物半導(dǎo)體襯底如 SiGe、GaAs、GaSb、AlAs、InAs、InP、GaN、SiC、InGaAs、InSb、InGaSb，絕緣體上半導(dǎo)體襯底(SOI)等。為方便說明，以下以體硅襯底以及硅系材料為例進(jìn)行描述。
[0024]在襯底1000上，形成了平行延伸的多個鰭1002。在圖3的示例中，鰭1002被示出為與襯底1000 —體，由襯底1000的一部分(例如，通過對襯底1000進(jìn)行構(gòu)圖)形成。但是，本公開不限于此。例如，鰭1002可通過在襯底1000上外延的另外半導(dǎo)體層形成。另外需要指出的是，鰭1002的布局根據(jù)器件設(shè)計而定，不限于圖3中所示的平行延伸，而且鰭的數(shù)目可以為更多或更少。在本公開中，表述“在襯底上形成鰭”包括通過任何合適的方式在襯底上按任何合適的布局形成一個或多個鰭，表述“在襯底上形成的鰭”包括通過任何合適的方式在襯底上形成的任何合適布局的一個或多個鰭。
[0025]另外，在襯底1000上可以形成有隔離層1004。例如，隔離層1004可以通過在襯底1000上淀積氧化物(例如，氧化硅)然后回蝕來形成。在回蝕之前，可以進(jìn)行平坦化處理如化學(xué)機械拋光(CMP)。這里需要指出的是，在某些情況下，例如襯底為SOI襯底，可以省略這種隔離層1004。
[0026]在此需要指出的是，僅僅為了制圖的方便起見，圖3中的俯視圖與截面圖并非是按比例繪制的。
[0027]