[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件及其形成方法，方法包括：提供基底；在所述基底上形成栅极结构、以及覆盖栅极结构侧壁且暴露出栅极结构顶部表面的初始介质层，所述栅极结构包括栅极本体和位于栅极本体顶部表面的第一掩膜层；去除第一掩膜层；刻蚀部分初始介质层，使初始介质层形成第一介质层，第一介质层的顶部表面低于栅极本体的顶部表面；去除第一掩膜层后，在第一介质层上形成覆盖栅极结构的第二介质层；平坦化所述第二介质层直至暴露出栅极本体的顶部表面。所述方法使半导体器件的性能提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管的工作原理是：通过在栅极结构施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。而鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁表面的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

然而，无论是平面式的MOS晶体管还是鳍式场效应晶体管构成的半导体器件的性能有待提高。

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，以提高半导体器件的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成栅极结构、以及覆盖栅极结构侧壁且暴露出栅极结构顶部表面的初始介质层，所述栅极结构包括栅极本体和位于栅极本体顶部表面的第一掩膜层；去除第一掩膜层；刻蚀部分初始介质层，使初始介质层形成第一介质层，第一介质层的顶部表面低于栅极本体的顶部表面；去除第一掩膜层后，在第一介质层上形成覆盖栅极结构的第二介质层；平坦化所述第二介质层直至暴露出栅极本体的顶部表面。

可选的，所述栅极结构还包括覆盖所述栅极本体侧壁和所述第一掩膜层侧壁的侧墙；采用第一刻蚀工艺去除所述第一掩膜层；进行第一刻蚀工艺后，采用第二刻蚀工艺刻蚀所述部分初始介质层，所述第二刻蚀工艺还刻蚀高于栅极本体顶部表面的侧墙。

可选的，所述第一刻蚀工艺对所述第一掩膜层的刻蚀速率大于对所述侧墙的刻蚀速率。

可选的，所述第一刻蚀工艺对第一掩膜层的刻蚀速率和对侧墙的刻蚀速率的比值为10～200。

可选的，所述第一刻蚀工艺为干法刻蚀工艺；所述第一刻蚀工艺的参数包括：采用的气体包括NF₃、NH₃和He，NF₃的流量为50sccm～300sccm，NH₃的流量为200sccm～600sccm，He的流量为200sccm～600sccm，源射频功率为10瓦～50瓦，腔室压强为3mtorr～20mtorr。

可选的，所述第一刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺；所述第一刻蚀工艺的参数包括：采用的刻蚀溶液为氢氟酸溶液，氢氟酸的质量百分比浓度为0.1％～10％，刻蚀温度为20摄氏度～40摄氏度。

可选的，所述第二刻蚀工艺的参数包括：采用的气体包括NF₃、NH₃和He，NF₃的流量为50sccm～300sccm，NH₃的流量为200sccm～600sccm，He的流量为200sccm～600sccm，源射频功率为10瓦～50瓦，腔室压强为3mtorr～20mtorr。