[发明专利]半导体器件及其形成方法、静态随机存储器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法和静态随机存储器及其形成方法。

背景技术

随着以电子通讯技术为代表的现代高科技产业的不断发展，世界集成电路产业总产值每年以30%的速度发展。静态随机存储器是集成电路中一种重要部件，其尺寸小，密度高。在半导体存储器件中，静态随机存储器（SRAM）与动态随机存储器（DRAM）相比，具有更低的功耗和更快的工作速度等优点。因此，静态随机存储器及其形成方法受到越来越多的关注。

静态随机存储器的单元可以分为电阻负载静态随机存储器单元和互补金属氧化物半导体静态随机存储器单元。电阻负载静态随机存储器单元采用高电阻值的电阻作为负载器件，而互补金属氧化物半导体静态随机存储器单元采用PMOS晶体管作为负载器件。

互补金属氧化物半导体静态随机存储器包含多个NMOS晶体管和PMOS晶体管。参考图1，现有工艺在形成互补金属氧化物半导体静态随机存储器时包括以下步骤：

提供半导体衬底100，并在所述半导体衬底100中形成隔离结构102，相邻两个隔离结构102之间的半导体衬底100用于形成静态随机存储器中NMOS晶体管或者PMOS晶体管的有源区；

形成横跨有源区和有源区两侧部分隔离结构102的栅极结构，所述栅极结构包括位于有源区和有源区两侧部分隔离结构102上的第一介质层104、位于第一介质层104上的第二介质层106和位于第二介质层106上的金属栅极108；

在所述隔离结构102上形成覆盖所述栅极结构侧壁的侧墙110。

其中，所述隔离结构102的材料为氧化硅；所述第一介质层104的材料为高k的金属氧化物，所述第二介质层106的材料为氮化钛，所述金属栅极108的材料为铜或者钨；所述侧墙110的材料为氮化硅。

在形成图1中半导体器件之后，还包括进行清洗工艺。例如，在进行侧墙110时，通常先在半导体衬底100和隔离结构102上以及栅极结构的顶部和侧壁上均形成氮化硅层，然后对氮化硅层进行各向异性干法刻蚀，至剩余位于栅极结构侧壁上的侧墙110。在通过干法刻蚀工艺形成图1中侧墙110之后，通常还需进行清洗工艺，以去除刻蚀过程中残留的杂质。在进行清洗工艺时，常用的清洗溶液包括氢氟酸、磷酸或者硫酸中的一种或者几种。

参考图2，在对图1中半导体器件进行清洗工艺之后发现，上述清洗溶液还与位于侧墙110下方的隔离结构102发生反应，导致位于金属栅极108下方的第一介质层104和第二介质层106因与清洗溶液发生反应而被部分或者完全去除，进而导致所形成的NMOS晶体管或者PMOS晶体管失效，所形成静态随机存储器的性能差、成品率低。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法和静态随机存储器及其形成方法，避免半导体器件中第一介质层和第二介质层在后续清洗工艺中被去除，提高所形成半导体器件的性能和成品率，进而提高包括半导体器件的静态随机存储器的性能和成品率。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括有源区和两行以上隔离沟槽，所述有源区位于相邻所述隔离沟槽之间；

隔离结构，所述隔离结构包括位于所述隔离沟槽底部和侧壁上的第一隔离层、位于所述第一隔离层上的阻挡层和位于所述阻挡层上的第二隔离层；

栅极结构，所述栅极结构包括横跨所述有源区和所述有源区两侧至少部分第一隔离层的第一介质层、位于所述第一介质层上的第二介质层和位于所述第二介质层上的金属栅极；

侧墙，所述侧墙位于所述隔离结构上且覆盖所述栅极结构的侧壁，所述侧墙至少覆盖部分所述阻挡层。

可选的，所述侧墙的材料为氮化硅，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料为氧化硅；所述第一介质层的材料为高k的金属氧化物，所述第二介质层的材料为氮化钛。

可选的，所述阻挡层的材料为SiON、SiCN和SiCON中的一种或者几种。

为解决上述问题，本发明还提供了一种静态随机存储器，包括任一项上述半导体器件。

为解决上述问题，本发明还提供了了一种半导体器件的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括有源区和两行以上隔离沟槽，所述有源区位于相邻所述隔离沟槽之间；

在所述隔离沟槽内形成隔离结构，所述隔离结构包括位于所述隔离沟槽底部和侧壁上的第一隔离层，位于所述第一隔离层上的阻挡层以及位于所述阻挡上的第二隔离层；