半导体器件的制备方法与流程

专利检索2024-12-08  33


本发明涉及半导体,尤其涉及一种半导体器件的制备方法。


背景技术:

1、半导体晶体管(例如金属氧化物半导体晶体管(mos晶体管))已被用于各种应用,例如电源、功率变换器、开关等应用。传统的mos晶体管采用平面式结构,半导体集成电路的技术随着时间不断发展,mos晶体管采用了堆叠式结构,实现晶体管的微缩。在堆叠式结构的设计中,在形成通道层后一般会对通道层进行晶化处理,晶化一般会在高温下进行,可能会超过800摄氏度,甚至更高温度,而高温会对半导体器件的性能产生影响。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供半导体器件的制备方法,用于改善半导体器件的性能。

2、为了达到上述目的,本发明提供了一种半导体器件的制备方法,包括:

3、提供衬底,所述衬底上形成有由下至上依次堆叠的源极结构和栅极结构,所述源极结构沿第一方向延伸,所述栅极结构在第一方向上彼此间隔排布,所述源极结构和所述栅极结构之间形成有第一隔离材料层;

4、形成第二隔离材料层填充于相邻所述栅极结构之间且位于所述栅极结构上;

5、形成栅极介质层和牺牲层至少贯穿部分所述第二隔离材料层和所述栅极结构,部分所述栅极介质层位于所述牺牲层和所述栅极结构之间;

6、形成锗硅通道层至少贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构和所述第一隔离材料层并与所述源极结构接触,使得所述锗硅通道层共形覆盖所述牺牲层的侧壁以及所述源极结构的部分表面,所述锗硅通道层具有晶体结构;

7、形成漏极结构位于所述锗硅通道层上,且所述漏极结构在第一方向上彼此间隔排布。

8、可选的,所述栅极介质层和所述牺牲层贯穿部分所述第二隔离材料层和所述栅极结构并覆盖所述第一隔离材料层的部分表面。

9、可选的,所述栅极介质层和所述牺牲层贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构和所述第一隔离材料层并覆盖所述源极结构的部分表面。

10、可选的,所述栅极介质层和所述牺牲层贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构和部分所述第一隔离材料层并覆盖所述第一隔离材料层的部分表面。

11、可选的,所述锗硅通道层贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构、所述第一隔离材料层和部分所述源极结构并与所述源极结构接触。

12、可选的,采用化学气相沉积工艺形成所述锗硅通道层。

13、可选的,形成所述锗硅通道层的工艺温度为300摄氏度~500摄氏度。

14、可选的,形成所述锗硅通道层的工艺气体包括geh4和sih4,geh4和sih4的比值为0.5:1~5.5:1。

15、可选的,所述锗硅通道层中锗原子含量大于硅原子含量。

16、可选的,所述锗硅通道层呈u型。

17、可选的,所述牺牲层的材质包括多晶硅;在形成所述锗硅通道层前,对所述牺牲层进行晶化。

18、可选的,在形成所述锗硅通道层后,还包括:在所述锗硅通道层内依次填充第三隔离材料层和封盖层,所述封盖层覆盖所述第三隔离材料层。

19、可选的,形成所述漏极结构后,还包括:形成隔离侧墙位于相邻所述漏极结构之间。

20、本发明通过形成锗硅通道层共形覆盖牺牲层的侧壁以及源极结构的部分表面,且形成的锗硅通道层具有晶体结构,不需要再进行额外的高温晶化,能够避免通道层的高温晶化对半导体器件的性能产生影响,从而改善半导体器件的性能。



技术特征:

1.一种半导体器件的制备方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述栅极介质层和所述牺牲层贯穿部分所述第二隔离材料层和所述栅极结构并覆盖所述第一隔离材料层的部分表面。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述栅极介质层和所述牺牲层贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构和所述第一隔离材料层并覆盖所述源极结构的部分表面。

4.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述栅极介质层和所述牺牲层贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构和部分所述第一隔离材料层并覆盖所述第一隔离材料层的部分表面。

5.如权利要求4所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述锗硅通道层贯穿部分所述第二隔离材料层、所述栅极结构、所述第一隔离材料层和部分所述源极结构并与所述源极结构接触。

6.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,采用化学气相沉积工艺形成所述锗硅通道层。

7.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,形成所述锗硅通道层的工艺温度为300摄氏度~500摄氏度。

8.如权利要求1或7所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,形成所述锗硅通道层的工艺气体包括geh4和sih4,geh4和sih4的比值为0.5:1~5.5:1。

9.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述锗硅通道层中锗原子含量大于硅原子含量。

10.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述锗硅通道层呈u型。

11.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,所述牺牲层的材质包括多晶硅;在形成所述锗硅通道层前,对所述牺牲层进行晶化。

12.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,在形成所述锗硅通道层后,还包括:在所述锗硅通道层内依次填充第三隔离材料层和封盖层,所述封盖层覆盖所述第三隔离材料层。

13.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法,其特征在于,形成所述漏极结构后,还包括:形成隔离侧墙位于相邻所述漏极结构之间。


技术总结
本发明提供了一种半导体器件的制备方法,包括:提供衬底,衬底上形成有由下至上依次堆叠的源极结构和栅极结构,源极结构和栅极结构之间形成有第一隔离材料层;形成第二隔离材料层填充于相邻栅极结构之间且位于栅极结构上;形成栅极介质层和牺牲层至少贯穿部分第二隔离材料层和栅极结构,部分栅极介质层位于牺牲层和栅极结构之间;形成锗硅通道层至少贯穿部分第二隔离材料层、栅极结构和第一隔离材料层并与源极结构接触,使得锗硅通道层共形覆盖牺牲层的侧壁以及源极结构的部分表面,锗硅通道层具有晶体结构;形成漏极结构位于锗硅通道层上,且漏极结构在第一方向上彼此间隔排布。

技术研发人员:上官明沁,吴家伟,黄鑫,袁梦洁,肖晓勤
受保护的技术使用者:福建省晋华集成电路有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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