半導(dǎo)體器件以及形成垂直結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件以及形成垂直結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直半導(dǎo)體器件(諸如垂直全環(huán)柵晶體管)是半導(dǎo)體工業(yè)中一個新興的研究領(lǐng)域。然而，由于器件的重要部分易受氧化，故器件的工藝集成一直以來都是一個挑戰(zhàn)。因此，我們需要改進(jìn)上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種形成具有至少兩個阻擋層的垂直結(jié)構(gòu)的方法，包括:提供襯底；在所述襯底上方提供垂直結(jié)構(gòu)；在所述垂直結(jié)構(gòu)的源極、溝道、和漏極上方提供第一阻擋層；以及在所述垂直結(jié)構(gòu)的柵極和所述漏極上方提供第二阻擋層。
[0004]在上述方法中，還包括:對應(yīng)于所述垂直結(jié)構(gòu)的所述源極，在所述第一阻擋層上方形成第一層間電介質(zhì)。
[0005]在上述方法中，還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述溝道上方形成所述柵極。
[0006]在上述方法中，還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述溝道上方形成所述柵極；還包括:對應(yīng)于所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極，在所述第二阻擋層上方形成第二層間電介質(zhì)。
[0007]在上述方法中，還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述溝道上方形成所述柵極；還包括:對應(yīng)于所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極，在所述第二阻擋層上方形成第二層間電介質(zhì)；還包括:對所述第二層間電介質(zhì)實施化學(xué)機(jī)械拋光，并且停止在所述第二阻擋層上；蝕刻所述第二層間電介質(zhì)和所述第二阻擋層，以露出所述漏極的頂部；以及在所述漏極上形成硅化物。
[0008]在上述方法中，還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述溝道上方形成所述柵極；還包括:對應(yīng)于所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極，在所述第二阻擋層上方形成第二層間電介質(zhì)；還包括:對所述第二層間電介質(zhì)實施化學(xué)機(jī)械拋光，并且停止在所述第二阻擋層上；蝕刻所述第二層間電介質(zhì)和所述第二阻擋層，以露出所述漏極的頂部；以及在所述漏極上形成硅化物；還包括:形成穿過所述第一阻擋層、所述第一層間電介質(zhì)、所述第二阻擋層、以及所述第二層間電介質(zhì)的開口 ；以及在所述開口中形成接觸金屬。
[0009]在上述方法中，還包括:蝕刻所述第二阻擋層，以露出所述漏極和所述柵極的頂部；以及在所述柵極的頂部和所述漏極的側(cè)壁上方形成第三阻擋層以作為間隔件。
[0010]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極上方提供所述第二阻擋層還包括:提供與所述垂直結(jié)構(gòu)的所述漏極的側(cè)壁相接觸的所述第二阻擋層。
[0011]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極上方提供所述第二阻擋層還包括:提供與所述垂直結(jié)構(gòu)的所述漏極的側(cè)壁以及所述柵極的頂部和側(cè)壁相接觸的所述第二阻擋層。
[0012]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極上方提供所述第二阻擋層還包括:提供具有30埃至60埃的所述第二阻擋層。
[0013]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極上方提供所述第二阻擋層還包括:通過使用SiN、SiCN和S1CN中的至少一種提供所述第二阻擋層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種形成垂直結(jié)構(gòu)的方法，包括:提供襯底；在所述襯底上方提供垂直結(jié)構(gòu)；以及在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供阻擋層以保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響。
[0015]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供阻擋層以保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供所述阻擋層，以在形成氧化物層期間保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響。
[0016]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供阻擋層以保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的源極上方提供所述阻擋層，以在對應(yīng)于所述源極的氧化物層形成期間保護(hù)所述源極。
[0017]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供阻擋層以保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的柵極上方提供所述阻擋層，以在對應(yīng)于所述柵極的氧化物層形成期間保護(hù)所述柵極。
[0018]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供阻擋層以保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響還包括:在所述垂直結(jié)構(gòu)的漏極上方提供所述阻擋層，以在對應(yīng)于所述漏極的氧化物層形成期間保護(hù)所述漏極。
[0019]在上述方法中，其中，在所述垂直結(jié)構(gòu)上方提供阻擋層以保護(hù)所述垂直結(jié)構(gòu)不受氧化的影響還包括:通過使用SiN、SiCN和S1CN中的至少一種提供所述阻擋層。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:襯底；垂直結(jié)構(gòu)，位于所述襯底上方，并且具有源極、柵極和漏極；以及阻擋層，位于所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極和所述漏極上方。
[0021]在上述器件中，其中，所述阻擋層設(shè)置在所述垂直結(jié)構(gòu)的所述漏極的頂部和側(cè)壁、以及所述垂直結(jié)構(gòu)的所述柵極的頂部上方。
[0022]在上述器件中，其中，所述阻擋層將所述漏極以及所述柵極隔離從而不受氧化的影響。
【附圖說明】
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，通過以下詳細(xì)描述可更好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪出。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0024]圖1至圖14、圖4a、圖4b、圖11a是根據(jù)一些實施例示出示例性半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0025]圖15至圖24是根據(jù)一些實施例示出另一示例性半導(dǎo)體器件的截面圖。
[0026]圖25是根據(jù)一些實施例的形成垂直結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
[0027]圖26是根據(jù)一些實施例的形成垂直結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗Ｏ旅婷枋隽私M件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括以直接接觸的方式形成第一部件和第二部件的實施例，且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字母。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身并沒有規(guī)定所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0029]而且，為了便于描述，諸如“下面”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等的空間相對術(shù)語在此可以用于描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的定向之外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作過程中的不同定向。器件可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或為其他定向)，并且在此使用的空間相對描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。
[0030]本申請?zhí)峁┝艘环N具有多個阻擋層的新穎的垂直結(jié)構(gòu)，其可以應(yīng)用于垂直全環(huán)柵(VGAA)器件。阻擋層的材料可以是SiN、SiCN或S1CN。阻擋層使源極、漏極、包括高K層的柵極以及金屬柵極隔離而不受其他工藝的氧化的影響。因此，具有阻擋層的垂直結(jié)構(gòu)可以減少:由改變納米線的臨界尺寸而引起的納米線氧化；源極/漏極氧化；由改變等效氧化厚度(EOT)引起的高K電介質(zhì)氧化；以及由于退火工藝引起的金屬柵極氧化。此外，在接觸蝕刻工藝期間，阻擋層可以用作硬掩模，以形成自對準(zhǔn)接觸件。
[0031]垂直結(jié)構(gòu)可以如下配置:襯底材料可以是S1、SiGe、Ge、或III/V Epi (外延)(InP、GaAs、AlA