【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體，尤其涉及一種半導體器件的制造方法。
技術介紹
1、三維疊層互補晶體管包括垂直堆疊的n型晶體管和p型晶體管，消除了n型晶體管和p型晶體管的橫向間距，其允許進一步增大有效溝道寬度，從而利于提升半導體器件的工作性能和集成度。
2、但是，現有的三維疊層互補晶體管的制造方法對處理工藝要求較高，使得三維疊層互補晶體管的制造難度較大，導致三維疊層互補晶體管的良率較低。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種半導體器件的制造方法，用于緩解現有技術中因第二犧牲層和第三犧牲層的材料差異較大而需要考慮薄膜間應力分布和應力匹配等問題，降低外延關鍵厚度的限制。并且，降低制造中部介質隔離層的難度，提高半導體器件的良率。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種半導體器件的制造方法，該半導體器件的制造方法包括：首先，在半導體基底上形成鰭狀結構。沿半導體基底的厚度方向，鰭狀結構包括交替層疊的第一犧牲層和溝道層、以及交替層疊的第二犧牲層和第三犧牲層。交替層疊的第一犧牲層和溝道層位于交替層疊的第二犧牲層和第三犧牲層沿厚度方向的兩側。交替層疊的第一犧牲層和溝道層中位于底層和頂層的膜層均為第一犧牲層。交替層疊的第二犧牲層和第三犧牲層中位于底層和頂層的膜層均為第二犧牲層。第二犧牲層和第三犧牲層中的一者的材料包括硅或鍺硅，另一者的材料包括鍺硅或鍺。第二犧牲層和第三犧牲層中鍺含量的差值小于15％，且第二犧牲層中摻雜有刻蝕輔助劑。接下來，形成橫跨在鰭狀結構上的掩膜結構。接下
3、采用上述技術方案的情況下，本專利技術提供的制造方法中，第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層分別具有不同的作用。具體的，后續會通過選擇性去除第一犧牲層對應柵極形成區的部分的方式釋放剩余的溝道層(剩余的溝道層用于形成溝道區)，以便于形成環繞在剩余的溝道層外周的柵堆疊結構。后續會通過選擇性刻蝕第二犧牲層的方式形成用于將三維疊層互補晶體管包括的上層器件的柵堆疊結構與下層器件的柵堆疊結構隔離開的第一中部介質隔離層。至于上述第三犧牲層，該第三犧牲層對應柵極形成區的部分所在的位置后續可能會形成柵堆疊結構，也可以形成用于隔離的絕緣介質材料。基于此，現有的制造方法中是完全通過對第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層的材料種類進行限制的方式，實現三者具有足夠的刻蝕選擇比。而本專利技術提供的制造方法中，在第二犧牲層和第三犧牲層中的一者的材料包括硅或鍺硅，另一者的材料包括鍺硅或鍺的情況下，第二犧牲層和第三犧牲層中鍺含量的差值小于15％，此時第二犧牲層和第三犧牲層的材料差異較小，相應的二者之間的晶格差異也較小，在外延用于制造第二犧牲層和第三犧牲層的材料時，可以緩解現有技術中因第二犧牲層和第三犧牲層的材料差異較大而需要考慮薄膜間應力分布和應力匹配等問題，降低外延關鍵厚度的限制，無須像現有制造方法中形成更多層數且層厚較小的第二犧牲層和第三犧牲層，或者無須因關鍵厚度限制形成固定層數的第二犧牲層和第三犧牲層導致用于將第一源區和第一漏區、以及第二源區和第二漏區隔離開的絕緣層的厚度也較小，防止漏電。
4、并且，第二犧牲層中摻雜有刻蝕輔助劑。如此設置，后續可以至少在刻蝕輔助劑的加速刻蝕作用下，實現選擇性去除第二犧牲層，形成第一介質填充區域的同時，還保留第三犧牲層，提高半導體器件的良率。此外，本專利技術提供的制造方法是在進行源漏刻蝕之前，就提前進行第一中部介質隔離層的形成操作，此時雖然鰭狀結構的高寬比可能依然較大，但是對用于制造第一中部介質隔離層的絕緣介質材料進行刻蝕的過程中，即使未將相鄰鰭狀結構之間空隙底部的絕緣介質材料去除干凈，也不會影響后續下層器件的第一源區和第一漏區的形成，不會影響下層器件的第一源區和第一漏區分別與第一溝道區的接觸；并且，殘留在相鄰鰭狀結構之間空隙底部的絕緣介質材料還能夠進一步將基于不同鰭狀結構所形成的不同半導體器件隔離開，降低漏電風險，在增大所制造的半導體器件的良率的同時，還利于提高所制造的半導體器件的工作性能。
5、在一種示例中，上述刻蝕輔助劑為n型摻雜劑。
6、在一種示例中，采用濕法刻蝕工藝，或采用各向同性的干法刻蝕工藝，選擇性去除第二犧牲層。
7、在一種示例中，上述第二犧牲層內刻蝕輔助劑的摻雜濃度大于等于1e18cm-3、且小于等于1e19cm-3。
8、在一種示例中，在采用濕法刻蝕工藝選擇性去除第二犧牲層的情況下，濕法腐蝕溶液包括氫氟酸和過氧化氫的混合溶液。
9、在一種示例中，在采用干法刻蝕工藝選擇性去除第二犧牲層的情況下，刻蝕氣體包括cf4、o2和he的混合氣體。
10、在一種示例中，上述第二犧牲層和/或第三犧牲層的厚度大于等于10nm、且小于等于30nm。
11、在一種示例中，采用原位摻雜方式，向第二犧牲層內摻雜刻蝕輔助劑。
12、在一種示例中，上述第二犧牲層和第三犧牲層的材料相同。
13、在一種示例中，上述第一犧牲層的材料與第三犧牲層的材料相同。
14、在一種示例中，去除未被掩膜結構覆蓋的第一犧牲層、溝道層、第一中部介質隔離層和第三犧牲層后，在位于剩余的第一中部介質隔離層下方的剩余第一犧牲層和溝道層的兩側分別形成第一源區和第一漏區前，半導體器件的制造方法還包括：沿鰭狀結構的長度方向，去除剩余的每層第一犧牲層的兩側邊緣部分，以形成第二介質填充區域。接下來，在第二介質填充區域內形成內側墻。
15、在一種示例中，上述掩膜結構包括犧牲柵。
16、在一種示例中，在介質填充區域內形成第一中部介質隔離層的同時，沿鰭狀結構的長度方向，至少在掩膜結構的兩側形成柵極側墻。
17、在一種示例中，上述第一中部介質隔離層的材料包括：sin、sico和sicon中的至少一種。
18、在一種示例中，形成第二源區和第二漏區后，半導體器件的制造方法還包括：形成覆蓋在半導體基底上的層間介質層。接下來，去除掩膜結構。接下來，去除剩余的第一犧牲層，并去除剩余的第三犧牲層。接下來，形成至少環繞在剩余的溝道層外周的柵堆疊結構。
19、在一種示例中，在第一犧牲層的材料與第三犧牲層的材料不同的情況下，上述去除掩膜結構后，去除剩余的第一犧牲層前，半導體器件的制造方法包括：去除第三犧牲層，以形成第三介質填充區域。接下來，在第三介質填充區域內形成第二中部介質隔離層。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述刻蝕輔助劑為N型摻雜劑；
3.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，在采用濕法刻蝕工藝選擇性去除所述第二犧牲層的情況下，濕法腐蝕溶液包括氫氟酸和過氧化氫的混合溶液；
4.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第二犧牲層和/或第三犧牲層的厚度大于等于10nm、且小于等于30nm；和/或，
5.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第二犧牲層和所述第三犧牲層的材料相同；
6.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述去除未被掩膜結構覆蓋的所述第一犧牲層、所述溝道層、所述第一中部介質隔離層和所述第三犧牲層后，所述在位于剩余的所述第一中部介質隔離層下方的剩余所述第一犧牲層和所述溝道層的兩側分別形成第一源區和第一漏區前，所述半導體器件的制造方法還包括：
7.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述掩膜結構包括犧牲柵；
8
9.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述第二源區和所述第二漏區后，所述半導體器件的制造方法還包括：
10.根據權利要求9所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述第一犧牲層的材料與所述第三犧牲層的材料不同的情況下，
11.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述第一犧牲層的材料與所述第三犧牲層的材料不同的情況下，
12.根據權利要求10或11所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第二中部介質隔離層的材料和所述第一中部介質隔離層的材料相同；或，所述第二中部介質隔離層的材料的介電常數小于所述第一中部介質隔離層的材料的介電常數；
...【技術特征摘要】
1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述刻蝕輔助劑為n型摻雜劑；
3.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，在采用濕法刻蝕工藝選擇性去除所述第二犧牲層的情況下，濕法腐蝕溶液包括氫氟酸和過氧化氫的混合溶液；
4.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第二犧牲層和/或第三犧牲層的厚度大于等于10nm、且小于等于30nm；和/或，
5.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述第二犧牲層和所述第三犧牲層的材料相同；
6.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述去除未被掩膜結構覆蓋的所述第一犧牲層、所述溝道層、所述第一中部介質隔離層和所述第三犧牲層后，所述在位于剩余的所述第一中部介質隔離層下方的剩余所述第一犧牲層和所述溝道層的兩側分別形成第一源區和第一漏區前，所述半導體器件的制造方法還包括...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李永亮，孫龍雨，雒懷志，羅軍，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：
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