内侧墙制作方法、器件的制备方法、器件以及设备与流程

1.本发明涉及，尤其涉及一种内侧墙制作方法、器件的制备方法、器件以及设备。


背景技术：

2.在环栅晶体管器件制备工艺中，针对内侧墙技术这一先进工艺节点，目前提出的环栅晶体管器件中内侧墙的制作需要通过沉积电介质材料，以及刻蚀电介质材料两个步骤形成；而在刻蚀电介质材料的过程中容易造成附带损伤，且电介质材料的刻蚀厚度很难准确控制。
3.因而，研发一种新的形成内侧墙的制备工艺，已经成为业界亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种提供了一种内侧墙制作方法、器件的制备方法、器件以及设备，以解决刻蚀附带损伤无法避免的问题。
5.根据本发明的第一方面，提供给了一种内侧墙制作方法，该方法包括：
6.提供一衬底；所述衬底上形成有交替堆叠的牺牲层和沟道层；
7.刻蚀所述牺牲层、所述沟道层和所述衬底以形成沿第一方向排列的若干鳍结构；并形成位于相邻所述若干鳍结构之间的浅沟槽隔离结构；
8.形成沿第二方向排列的若干假栅结构；所述假栅结构位于所述若干鳍结构上，且每个假栅结构横跨所述若干鳍结构中的每个鳍结构；
9.刻蚀每个所述鳍结构形成若干源/漏空腔；
10.刻蚀每个所述鳍结构中所述牺牲层的沿所述第二方向上的两端，形成内墙空腔；
11.以所述牺牲层为基础选择性生长电介质材料，以形成内侧墙；所述电介质材料填充于所述内墙空腔中；
12.在所述源/漏空腔中外延源/漏层。
13.可选的，所述内侧墙沿所述第二方向上的厚度受控于生长所述电介质材料的时间。
14.可选的，所述电介质材料由前驱体材料制成。
15.可选的，所述前驱体材料为硅基、铝基或铪基材料。
16.可选的，所述牺牲层的材料为sige。
17.可选的，以所述牺牲层为基础生长电介质材料之前，还包括：对所述牺牲层表面进行表面处理。
18.可选的，所述表面处理所采用的方式是干法、湿法、氧化法或还原法。
19.根据本发明的第二方面，还提供了一种半导体器件的制备方法，包括本发明第一方面所述的一种内侧墙制作方法。
20.根据本发明的第三方面，还提供了一种半导体器件，采用本发明第二方面的一种半导体器件的制备方法制备而成。
21.根据本发明的第四方面，还提供了一种电子设备，包括本发明第三方面所述的半导体器件。
22.本发明提供的一种内侧墙制作方法，通过将电介质材料选择性填充到内墙空腔中，从而一步完成内侧墙的制备；无需经过刻蚀工艺，解决了刻蚀附带损伤无法避免的问题，从而减少了附带损伤。
23.进一步地，由于电介质材料选择性生长的时间可以精准控制，而内侧墙的厚度取决于电介质材料选择性生长的时间；因而，内侧墙的厚度可以得到精准控制，从而解决了内侧墙厚度无法精准控制的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明一实施例提供的一种内侧墙制作方法的流程示意图；
26.图2是本发明一实施例提供的根据内侧墙制作方法制备的器件结构示意图一；
27.图3是本发明一实施例提供的根据内侧墙制作方法的制备的器件结构示意图二；
28.图4是本发明一实施例提供的根据内侧墙制作方法的制备的器件结构示意图三；
29.附图标记说明：
30.101-衬底；
31.102-沟道层；
32.103-牺牲层；
33.104-假栅结构；
34.105-间隔层；
35.106-内侧墙；
36.107-源/漏层。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.传统的在环栅晶体管中制作内墙的具体工艺步骤是：
40.一.在形成假栅之后的，刻蚀源/漏区的鳍结构以形成源漏空腔；
41.二.刻蚀鳍结构接近源/漏区的牺牲层，形成内墙空腔；
42.三.在环栅晶体管器件表面沉淀隔离层材料；
43.四.刻蚀内墙空腔以外的隔离层材料，以使得内墙空腔中剩余的隔离层材料形成内侧墙；从而源/漏区和假栅之间通过内侧墙隔离；
44.五.在源/漏区外延生长源极和/或漏极；进一步地，源级和/或漏极与后续形成的栅极之间通过内侧墙隔离；进而减少寄生电容，以及在后续释放牺牲层的步骤中实现保护源极和/或漏极不被刻蚀的目的。
45.可见，目前提出的在环栅晶体管中制作内侧墙的技术，使用非选择性沉淀的方法，在器件的所有表面生长出绝缘层；然后刻蚀非内墙空腔的绝缘层，以使得内墙空腔中剩余的绝缘层形成内侧墙。其中具体包括沉淀隔离层材料和刻蚀隔离层材料两个步骤；然而，一方面，在刻蚀非内墙空腔中的隔离层材料的过程中容易造成附带损伤，另一方面，容易造成内墙空腔中的隔离层材料损失，从而，内墙空腔中的绝缘层材料的厚度和形状均难以准确控制，最终刻蚀形成的内侧墙的厚度难以准确控制，因而，不易制出高质量的内侧墙。
46.有鉴于此，发明人经过反复多次实验后发现：采用选择性沉淀的方法，利用沟道层的材料表面和牺牲层的材料表面的性质差别，使用硅基有机物为前驱体，以使得绝缘层材料只在牺牲层表面生长；从而最终可实现沉淀的电介质材料仅填充于内墙空腔中以形成内侧墙。其中内侧墙的厚度可以通过选择性沉淀的方式精准控制。
47.可见，本技术提供的技术方案，一方面，内侧墙的厚度可以得到精准控制；另一方面，仅需单步选择性沉淀即可形成内侧墙；无需进行刻蚀步骤，因而避免了附带损伤；从而本技术提出的技术方案可以制备出内侧墙质量较高的器件。
48.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
49.请参考图1-图4，根据本发明的一实施例，提供了一种内侧墙制作方法，所述内侧墙制作方法的工艺流程图如图1所示，该方法包括：
50.s11：提供一衬底101；所述衬底101上形成有交替堆叠的牺牲层103和沟道层102；一种具体实施例中，所述牺牲层103的材料为sige；
51.s12：刻蚀所述牺牲层103、所述沟道层102和所述衬底101以形成沿第一方向排列的若干鳍结构；并形成位于相邻所述若干鳍结构之间的浅沟槽隔离结构；
52.s13：形成沿第二方向排列的若干假栅结构104；所述假栅结构104位于所述若干鳍结构上，且每个假栅结构104横跨所述若干鳍结构中的每个鳍结构；所述假栅结构104沿所述第二方向的两侧的表面还设置有间隔层105；
53.s14：刻蚀每个所述鳍结构形成若干源/漏空腔；形成若干源/漏空腔之后的器件如图2所示；
54.s15：刻蚀每个所述鳍结构中所述牺牲层103的沿所述第二方向上的两端，形成内墙空腔；
55.s16：以所述牺牲层103为基础选择性生长电介质材料，以形成内侧墙106；所述电介质材料填充于所述内墙空腔中；形成内侧墙106之后的器件如图3所示；
56.s17：在所述源/漏空腔中外延源/漏层107。所述源/漏层107和所述假栅结构104之间通过所述间隔层105隔离。形成源/漏层107之后的器件如图4所示；
57.在所述衬底101所在的平面上，所述第二方向垂直于所述第一方向；则所述若干源/漏空腔位于假栅结构104的沿第二方向的两侧，因而步骤s15中刻蚀的牺牲层103位于假栅结构104和源/漏空腔之间，从而在经过工艺步骤s15之后，形成的内墙空腔位于假栅结构104和源/漏空腔之间。步骤s16中的牺牲层103为执行步骤s15之后剩余的牺牲层103；从而，电介质材料以剩余的牺牲层103接触源/漏空腔的表面选择性生长；以使得电介质材料填充于内墙空腔中形成内侧墙106。
58.本发明提供的一种内侧墙制作方法，利用以牺牲层103为基础选择性生长电介质材料的方法，将电介质材料填充到内墙空腔中，从而一步完成侧墙的制备；无需再经过刻蚀的工艺，解决了内侧墙106刻蚀过程中，器件的附带损伤无法避免的问题。
59.一种实施例中，所述内侧墙106沿所述第二方向上的厚度受控于生长所述电介质材料的时间。
60.由于内侧墙106的厚度可以通过生长电介质材料的时间精准控制；因而本发明还进一步解决了内侧墙106厚度无法精准控制的问题。
61.一种实施例中，所述电介质材料由前驱体材料制成。具体实施例中，所述前驱体材料可以是为硅基、铝基或铪基材料，所述探前驱体材料当然其也可以是其他前驱体材料，本发明并不以此为限，任何前驱体材料实现形式均在本发明的保护范围内；
62.选择性生长电介质材料的方法是一种选择性沉淀的方法，具体原理如下：利用沟道层102的材料表面和牺牲层103的材料表面的性质差别；使用前驱体材料，使得电介质材料只在牺牲层103表面生长；从而最终电介质材料以牺牲层103表面为基础生长；实现了沉淀的电介质材料仅填充于内墙空腔中的目的，以最终形成内侧墙106。
63.为了使得电介质材料的沉淀达到更高的选择性，作为一种优选的实施例，以所述牺牲层103为基础生长电介质材料之前，还包括：对所述牺牲层103表面进行表面处理。
64.一种实施例中，所述表面处理所采用的方式是干法、湿法、氧化法或还原法；所述表面处理的方法当然其也可以是其他表面处理的方式，本发明并不以此为限，任何表面处理实现形式均在本发明的保护范围内。
65.根据本发明的另一实施例，提供了一种半导体器件的制备方法，包括：前述实施例任一项所述的改善内侧墙刻蚀形貌的方法。
66.其次，根据本发明的另一实施例，提供了一种半导体器件，利用前述实施例所述的半导体器件的制备方法制备而成。
67.另外，根据本发明的其他实施例，提供了一种电子设备，包括前述实施例所述的半导体器件。
68.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。