本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。
背景技術(shù):
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,工藝節(jié)點(diǎn)逐漸減小,后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應(yīng)用,以獲得理想的閾值電壓,改善器件性能。但是當(dāng)器件的特征尺寸(CD,Critical Dimension)進(jìn)一步下降時,即使采用后柵工藝,常規(guī)的MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無法滿足對器件性能的需求,多柵器件作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。
鰭式場效應(yīng)管(Fin FET)是一種常見的多柵器件,圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場效應(yīng)管的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,包括:半導(dǎo)體襯底10,所述半導(dǎo)體襯底10上形成有凸出的鰭部14,鰭部14一般是通過對半導(dǎo)體襯底10刻蝕后得到的;介質(zhì)層11,覆蓋所述半導(dǎo)體襯底10的表面以及鰭部14的側(cè)壁的一部分;柵極結(jié)構(gòu)12,橫跨在所述鰭部14上,覆蓋所述鰭部14的頂部和側(cè)壁,柵極結(jié)構(gòu)12包括柵介質(zhì)層(圖中未示出)和位于柵介質(zhì)層上的柵電極層(圖中未示出)。對于Fin FET,鰭部14的頂部以及兩側(cè)的側(cè)壁與柵極結(jié)構(gòu)12相接觸的部分都成為溝道區(qū),即具有多個柵,有利于增大驅(qū)動電流,改善器件性能。
然而,隨著工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步減小,現(xiàn)有技術(shù)中具有上述鰭式場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體器件的性能仍然存在問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件及其形成方法,可以有效解決半導(dǎo)體器件內(nèi)的絕緣與導(dǎo)熱的問題,提高半導(dǎo)體器件的散熱性,從而提高其性能。
為解決上述問題,本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件,包括:提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底表面具有凸起的鰭部;位于所述鰭部側(cè)壁的絕緣層,所述絕緣層位于所述半導(dǎo)體襯底表面,且其表面低于鰭部的頂部表面,所述絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)大于氧化硅的導(dǎo)熱系數(shù)。
可選的,所述絕緣層的材料為氮化鋁或氧化鋁。
可選的,所述鰭部底部由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,且所述鰭部底部的寬度大于等于鰭部頂部寬度的1/3。
可選的,所述鰭部側(cè)壁還形成有氧化層,所述絕緣層覆蓋所述氧化層表面。
可選的,當(dāng)所述半導(dǎo)體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域,所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面均具有多個鰭部時,所述絕緣層位于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的鰭部側(cè)壁。
相應(yīng)的,本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件的形成方法,包括:提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底表面具有凸起的鰭部;形成覆蓋所述鰭部頂部和側(cè)壁的絕緣薄膜,所述絕緣薄膜位于所述半導(dǎo)體襯底表面,且其導(dǎo)熱系數(shù)大于氧化硅的導(dǎo)熱系數(shù);刻蝕去除部分厚度的絕緣薄膜,暴露出所述鰭部頂部和部分側(cè)壁,形成表面低于鰭部的頂部表面的絕緣層。
可選的,所述絕緣薄膜的形成工藝為原子層沉積工藝。
可選的,在形成絕緣薄膜前,還包括:形成覆蓋所述鰭部頂部表面的硬掩膜層;形成覆蓋所述鰭部側(cè)壁表面的側(cè)墻;刻蝕所述鰭部底部,使所述鰭部底部由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,且所述鰭部底部的寬度大于等于鰭部頂部寬度的1/3。
可選的,刻蝕所述鰭部底部采用的工藝為濕法刻蝕工藝、或?yàn)楦煞ê蜐穹ㄏ嘟Y(jié)合的刻蝕工藝。
可選的,所述濕法刻蝕工藝采用的化學(xué)試劑為四甲基氫氧化銨。
可選的,當(dāng)采用干法和濕法相結(jié)合的刻蝕工藝時,所述干法刻蝕工藝采用氣體流量為50sccm~1000sccm的CF4、100sccm~3000sccm的He、 50sccm~1000sccm的O2,刻蝕功率為100W~3000W,刻蝕腔室壓強(qiáng)0.1Mt~20Mt。
可選的,還包括:在形成絕緣薄膜前,氧化所述鰭部表面和半導(dǎo)體襯底表面,形成覆蓋所述鰭部頂部和側(cè)壁、并覆蓋所述半導(dǎo)體襯底表面的氧化層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
由于鰭部凸起于半導(dǎo)體襯底表面,具有一定的高度,因而對散熱較為敏感,在本發(fā)明的實(shí)施例中,半導(dǎo)體器件中鰭部側(cè)壁的絕緣層選用導(dǎo)熱系數(shù)大于氧化硅的導(dǎo)熱系數(shù)的絕緣材料,在保證絕緣的同時,提高了傳熱速率。因此,半導(dǎo)體器件工作的過程中,鰭部附近或半導(dǎo)體襯底內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過上述導(dǎo)熱系數(shù)大的絕緣層傳導(dǎo)出去,可快速降低半導(dǎo)體器件的溫度,提高了半導(dǎo)體器件的散熱性,從而提高其性能。
進(jìn)一步的,所述絕緣層的材料為氮化鋁,相比于傳統(tǒng)的氧化硅材料(導(dǎo)熱系數(shù)7.6瓦/米·度),其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)150瓦/米·度-180瓦/米·度,并且氮化鋁具有耐高壓、耐高溫、耐腐蝕等特性,在提高半導(dǎo)體器件的散熱性的同時,可有效提高半導(dǎo)體器件在復(fù)雜環(huán)境中的絕緣性能。
進(jìn)一步的,所述鰭部底部由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,且所述鰭部底部的寬度大于等于鰭部頂部寬度的1/3,所述絕緣層將鰭部底部包裹,在保證半導(dǎo)體器件的驅(qū)動電流的同時,可有效降低半導(dǎo)體器件的漏電流。
更進(jìn)一步的,在形成半導(dǎo)體器件的過程中,所述用于形成絕緣層的絕緣薄膜采用原子層沉積工藝形成,形成的絕緣薄膜的質(zhì)量較好,即使是具有多個鰭部的情況,所述絕緣薄膜也可以較好的填充在相鄰鰭部的縫隙之間,有助于后續(xù)形成絕緣性能較好的絕緣層。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場效應(yīng)晶體管的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2-圖10是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
正如背景技術(shù)所述,現(xiàn)有技術(shù)的具有上述鰭式場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體器 件的性能仍然存在問題。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),具有上述鰭式場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體器件的性能之所以存在問題,是由于現(xiàn)有技術(shù)中相鄰鰭部之間均采用氧化硅作為隔離結(jié)構(gòu),而氧化硅的導(dǎo)熱性能較差,其導(dǎo)熱系數(shù)僅為7.6瓦/米·度,因而半導(dǎo)體器件在工作時,所述鰭部和半導(dǎo)體襯底周圍產(chǎn)生的熱量難以及時傳導(dǎo)出去,即散熱性差,使得半導(dǎo)體器件的溫度迅速升高,影響了其性能。
經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),氮化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的氧化硅材料,達(dá)150瓦/米·度-180瓦/米·度,并且氮化鋁具有耐高壓、耐高溫、耐腐蝕等特性,將其作為隔離鰭部的絕緣層時,在提高半導(dǎo)體器件的散熱性的同時,可有效提高半導(dǎo)體器件在復(fù)雜環(huán)境中的絕緣性能。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
請參考圖2,提供半導(dǎo)體襯底100。
所述半導(dǎo)體襯底100為后續(xù)形成鰭式場效應(yīng)晶體管提供工藝平臺。所述半導(dǎo)體襯底100可以是單晶硅,多晶硅或非晶硅;半導(dǎo)體襯底100也可以是硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料;所述半導(dǎo)體襯底100可以是體材料,也可以是復(fù)合結(jié)構(gòu),如絕緣體上硅;所述半導(dǎo)體襯底100還可以是其它半導(dǎo)體材料,這里不再一一舉例。本實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體襯底100的材料為硅,且所述半導(dǎo)體襯底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II,后續(xù)所述第一區(qū)域I和第二區(qū)域II均用于形成一個或多個鰭部。
請參考圖3,形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底100表面的硬掩膜薄膜101,形成位于所述硬掩膜薄膜101表面的光刻膠層102,所述光刻膠層102具有定義出鰭部的開口。
所述硬掩膜薄膜101用于在后續(xù)刻蝕半導(dǎo)體襯底100形成鰭部的過程中保證鰭部頂部的質(zhì)量。所述硬掩膜薄膜101的形成工藝為沉積工藝,例如化學(xué)氣相沉積工藝。所述硬掩膜薄膜101的材料為氮化硅、氮化鈦等,其厚度與實(shí)際情況相關(guān),以能在刻蝕過程中保護(hù)到鰭部頂部為宜。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述硬掩膜薄膜101的材料為氮化硅。
所述光刻膠層102用于定義出鰭部的形狀、位置等。所述光刻膠層102可以為正膠或負(fù)膠,所述開口與鰭部的位置相對應(yīng)。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述光刻膠層102具備多個開口,用于后續(xù)在第一區(qū)域I和第二區(qū)域II形成多個鰭部。
請參考圖4,以所述光刻膠層102(如圖3所示)為掩膜,依次刻蝕所述硬掩膜薄膜101(如圖3所示)和部分厚度的半導(dǎo)體襯底100,形成硬掩膜層101a和鰭部103。
所述硬掩膜層101a用于在后續(xù)工藝中進(jìn)一步保護(hù)鰭部103不受損壞。所述硬掩膜層101a由硬掩膜薄膜101刻蝕后得到,因此,所述硬掩膜層101a的材料與硬掩膜薄膜101相同,為氮化硅、氮化鈦等。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述硬掩膜層101a的材料為氮化硅。
所述鰭部103用于后續(xù)作為形成鰭式場效應(yīng)晶體管的基礎(chǔ)。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述鰭部103由刻蝕半導(dǎo)體襯底100后形成,因此,所述鰭部103的材料與半導(dǎo)體襯底100相同。
需要說明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,所述鰭部103還可以由刻蝕位于半導(dǎo)體襯底100表面的半導(dǎo)體層后得到,而所述半導(dǎo)體層的材料可以為其他不同于半導(dǎo)體襯底100的半導(dǎo)體材料。即所述鰭部103的材料還可以為其他不同于半導(dǎo)體襯底100的半導(dǎo)體材料,在此不再贅述。
所述鰭部103具有單個或多個。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述第一區(qū)域I和第二區(qū)域II均具有多個鰭部103,后續(xù)工藝中需要隔離相鄰的鰭部103。
需要說明的是,形成硬掩膜層101a后,所述光刻膠層102中的開口已轉(zhuǎn)移至硬掩膜層101a中,此時光刻膠層102即可去除。也就是說,所述光刻膠層102可在形成硬掩膜層101a后立即去除,也可以在形成鰭部103后再去除,在此不再贅述。
請參考圖5,形成覆蓋所述鰭部103側(cè)壁的側(cè)墻104。
所述側(cè)墻104用于在后續(xù)工藝中和硬掩膜層101a共同保護(hù)鰭部103,使所述鰭部103不受損壞。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述側(cè)墻104的形成步驟為:形成覆蓋所述鰭部103的頂部和側(cè)壁、以及半導(dǎo)體襯底100表面的側(cè)墻薄膜 (未圖示);回刻蝕所述側(cè)墻薄膜,暴露出鰭部103頂部的硬掩膜層101a和半導(dǎo)體襯底100表面,形成側(cè)墻104,所述側(cè)墻104覆蓋硬掩膜層101a和鰭部103的側(cè)壁。
所述側(cè)墻104選擇與鰭部103和半導(dǎo)體襯底100之間刻蝕選擇比相差較大的材料,例如氮化硅、氮化鈦等,以降低后續(xù)去除側(cè)墻104時對鰭部103的損傷。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述側(cè)墻104的材料選擇為氮化硅,與硬掩膜層101a的材料相同。
請參考圖6,刻蝕所述鰭部103的底部103a,使所述鰭部103的底部103a由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,且所述鰭部103的底部103a的寬度Wa大于等于鰭部103的頂部103b寬度Wb的1/3。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),由于鰭部103凸出于半導(dǎo)體襯底100表面,后續(xù)以鰭部103為基礎(chǔ)形成的柵電極距離鰭部103的底部103a較遠(yuǎn),因而鰭式場效應(yīng)晶體管在工作時,柵電極對鰭部103的底部103a區(qū)域的控制較弱,導(dǎo)致該區(qū)域容易產(chǎn)生漏電流,影響半導(dǎo)體器件的性能。進(jìn)一步的,為解決鰭部103的底部103a處容易產(chǎn)生漏電流的現(xiàn)象,本發(fā)明的實(shí)施例中對鰭部103的底部103a進(jìn)行了刻蝕,使得所述鰭部103的底部103a由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,后續(xù)形成氧化層或絕緣層將鰭部103的底部103a緊密包裹,可以更好的防止漏電流的產(chǎn)生。
刻蝕所述鰭部103的底部103a時,采用的刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝、或者為干法和濕法相結(jié)合的刻蝕工藝。由于刻蝕所述鰭部103的底部103a時,鰭部103的側(cè)壁和頂部103b分別被側(cè)墻104和硬掩膜層101a覆蓋,因而刻蝕的過程中,鰭部103的側(cè)壁和頂部103b并不會被刻蝕。本發(fā)明的實(shí)施例中,由于鰭部103的底部103a的材料為硅,在進(jìn)行濕法刻蝕工藝時,所采用的化學(xué)試劑為堿性試劑,例如四甲基氫氧化銨。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,當(dāng)采用干法和濕法相結(jié)合的刻蝕工藝時,所述干法刻蝕工藝采用氣體流量為50sccm~1000sccm的CF4、100sccm~3000sccm的He、50sccm~1000sccm的O2,刻蝕功率為100W~3000W,刻蝕腔室壓強(qiáng)0.1Mt~20Mt;所述濕法刻蝕工藝采用的化學(xué)試劑仍然為堿性試劑,如四甲基氫氧化銨。
需要說明的是,無論采取何種刻蝕方式,只需保證刻蝕完成后,鰭部103的底部103a的寬度Wa大于等于鰭部103的頂部103b寬度Wb的1/3,以免刻蝕后的鰭部103發(fā)生斷裂。
請參考圖7,去除所述側(cè)墻104;氧化所述鰭部103表面和半導(dǎo)體襯底100表面,形成覆蓋所述鰭部103頂部103b和側(cè)壁、并覆蓋所述半導(dǎo)體襯底100表面的氧化薄膜105。
去除所述側(cè)墻104,以利于后續(xù)工藝的順利進(jìn)行。去除所述側(cè)墻104采用的工藝為刻蝕工藝,例如干法刻蝕工藝。
所述氧化薄膜105用于修復(fù)刻蝕后的鰭部103表面和半導(dǎo)體襯底100表面。所述氧化薄膜105的形成工藝為氧化工藝,其材料為氧化硅。本發(fā)明的實(shí)施例中,氧化鰭部103表面和半導(dǎo)體襯底100表面后,還進(jìn)行退火工藝,經(jīng)刻蝕后鰭部103和半導(dǎo)體襯底100表面的硅原子發(fā)生轉(zhuǎn)移,使刻蝕后原本在微觀下凹凸不平的鰭部103和半導(dǎo)體襯底100表面更平滑、質(zhì)量更高,以利于后續(xù)提高半導(dǎo)體器件的性能。
本發(fā)明的實(shí)施例中,由于第一區(qū)域I內(nèi)的多個鰭部間距離較近,第二區(qū)域II內(nèi)的多個鰭部間距離也較近,所述氧化薄膜105將第一區(qū)域I內(nèi)和第二區(qū)域II內(nèi)的多個鰭部間的間隙填滿,而第一區(qū)域I最右側(cè)的鰭部103和第二區(qū)域II最左側(cè)的鰭部103之間相距則較遠(yuǎn),形成氧化薄膜105后,上述兩個鰭部103之間仍然具有較大間隙。
需要說明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,可以是第一區(qū)域I內(nèi)的多個鰭部103相距較近,而第二區(qū)域II內(nèi)的多個鰭部103相距較遠(yuǎn),形成的氧化薄膜105填充滿第一區(qū)域I內(nèi)的鰭部103之間的間隙,而未填充滿第二區(qū)域II內(nèi)的多個鰭部103間的間隙;也可以是第一區(qū)域I內(nèi)的多個鰭部103和第二區(qū)域II內(nèi)的多個鰭部103均相距較遠(yuǎn),形成氧化薄膜105后,所述第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的相鄰鰭部103之間仍具有較大縫隙。
請參考圖8,形成覆蓋所述鰭部103頂部103b和側(cè)壁的絕緣薄膜106,所述絕緣薄膜106位于所述半導(dǎo)體襯底100表面,且其導(dǎo)熱系數(shù)大于等于30瓦/米·度。
如前文所述,氧化薄膜105的導(dǎo)熱性能較差,例如,當(dāng)氧化薄膜105為氧化硅時,其導(dǎo)熱系數(shù)僅為7.6瓦/米·度,因而若僅以氧化薄膜105作為隔離鰭部的材料,后續(xù)半導(dǎo)體器件工作時,所述鰭部和半導(dǎo)體襯底周圍產(chǎn)生的熱量是難以及時傳導(dǎo)出去的,半導(dǎo)體器件的溫度容易迅速升高,影響其性能。
經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),氮化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的氧化硅材料,達(dá)150瓦/米·度-180瓦/米·度,并且氮化鋁具有耐高壓、耐高溫、耐腐蝕等特性,將其作為隔離鰭部的材料時,在提高半導(dǎo)體器件的散熱性的同時,可有效提高半導(dǎo)體器件在復(fù)雜環(huán)境中的絕緣性能。因此,本發(fā)明的實(shí)施例中,在形成上述氧化薄膜105后,還形成所述絕緣薄膜106,用于后續(xù)在起到絕緣效果的同時,提高半導(dǎo)體器件的散熱性。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)所述絕緣薄膜106的導(dǎo)熱系數(shù)大于等于30瓦/米·度時,即可較好的滿足半導(dǎo)體器件的散熱需要,半導(dǎo)體器件不易迅速升溫,器件性能優(yōu)越。本發(fā)明的實(shí)施例中,基于現(xiàn)有工藝方法和水平,選擇導(dǎo)熱系數(shù)為150瓦/米·度-180瓦/米·度的氮化鋁作為絕緣薄膜106的材料,可采用原子層沉積工藝形成質(zhì)量較好的絕緣薄膜106。形成的絕緣薄膜的質(zhì)量較好,即使是具有多個鰭部的情況,所述絕緣薄膜也可以較好的填充在相鄰鰭部的縫隙之間,有助于后續(xù)形成絕緣性能較好的絕緣層。
需要說明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,所述絕緣薄膜106的材料還可以為導(dǎo)熱系數(shù)為45瓦/米·度的氧化鋁或其他導(dǎo)熱系數(shù)大于氧化硅的導(dǎo)熱系數(shù)的材料。
需要說明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,可以不形成氧化薄膜105,而直接形成絕緣薄膜106,在此不再贅述。
需要說明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,只要相鄰鰭部103間存在間隙,均可用絕緣薄膜106填充滿。
請參考圖9,平坦化所述絕緣薄膜106和氧化薄膜105,直至暴露出硬掩膜層101a。
為便于后續(xù)工藝的進(jìn)行,在形成絕緣薄膜106后,需進(jìn)一步平坦化,以暴露出硬掩膜層101a,所述暴露出硬掩膜層101a在后續(xù)工藝中被去除。本發(fā) 明的實(shí)施例中,所述平坦化工藝為化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
需要說明的是,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,所述平坦化工藝還可以為其他工藝,例如可直接進(jìn)行刻蝕工藝,在此不再贅述。
請參考圖10,刻蝕去除部分厚度的絕緣薄膜106(如圖9所示),暴露出所述鰭部103頂部103b和部分側(cè)壁,形成表面低于鰭部103的頂部103b表面的絕緣層106a。
刻蝕去除部分厚度的絕緣薄膜106,暴露出所述鰭部103頂部103b和部分側(cè)壁,以利于后續(xù)在暴露出來的部分鰭部103頂部和側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu),以及位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部103內(nèi)的源極和漏極。本發(fā)明的實(shí)施例中,硬掩膜層101a在刻蝕去除部分厚度的絕緣薄膜106形成絕緣層106a的過程中可以保護(hù)鰭部103的頂部103b不受損壞。較為優(yōu)選的情況為,選擇合適厚度和材料的硬掩膜層101a,使得形成絕緣層106a后硬掩膜層101a剛好刻蝕完畢,暴露出鰭部103的頂部103b。在本發(fā)明的實(shí)施例中,在形成絕緣層106a后,還有部分厚度的硬掩膜層101a剩余,可進(jìn)一步將剩余的硬掩膜層101a去除,在此不在贅述。
需要說明的是,在刻蝕去除部分厚度的絕緣薄膜106的同時,所述氧化薄膜105(如圖9所示)也被刻蝕,形成了氧化層105a,所述氧化層105a包裹鰭部103的底部103a并覆蓋半導(dǎo)體襯底100。
所述絕緣層106a用于隔離相鄰鰭部103、以及后續(xù)形成的柵電極和半導(dǎo)體襯底100等。本發(fā)明的實(shí)施例中,所述絕緣層106a和氧化層105a共同隔離相鄰鰭部103、以及后續(xù)形成的柵電極和半導(dǎo)體襯底100等,不僅可以有效降低鰭部103底部103a處的漏電流,還能很好的起到絕緣作用,且形成的半導(dǎo)體器件的熱傳導(dǎo)性好,散熱較快,半導(dǎo)體器件的溫度變化較小,半導(dǎo)體器件的性能受溫度影響較小。
上述步驟完成后,還可以在暴露出的鰭部103頂部和側(cè)壁形成柵極結(jié)構(gòu),以及位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部103內(nèi)的源極和漏極等,在此不再贅述。
相應(yīng)的,請繼續(xù)參考圖10,本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種采用上述方法形成的半導(dǎo)體器件,包括:提供半導(dǎo)體襯底100,所述半導(dǎo)體襯底100表面具 有凸起的鰭部103;位于所述鰭部103側(cè)壁的絕緣層106a,所述絕緣層106a位于所述半導(dǎo)體襯底100表面,且其表面低于鰭部103的頂部103b表面,所述絕緣層106a的導(dǎo)熱系數(shù)大于等于30瓦/米·度。
本發(fā)明的實(shí)施例中,當(dāng)所述半導(dǎo)體襯底100包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II,所述第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的半導(dǎo)體襯底100表面均具有多個鰭部103時,所述絕緣層106a位于第一區(qū)域I和第二區(qū)域II之間的鰭部103側(cè)壁;所述絕緣層106a的材料為氮化鋁或氧化鋁;所述鰭部103底部103a由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,且所述鰭部103底部103a的寬度大于等于鰭部103頂部103b寬度的1/3;所述鰭部103側(cè)壁還形成有氧化層105a,氧化層105a包裹鰭部103底部103a,所述絕緣層106a覆蓋所述氧化層105a表面。
更多關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的描述,請參考前述半導(dǎo)體器件的形成方法中的相關(guān)描述,在此不再贅述。
本發(fā)明的實(shí)施例中,由于鰭部凸起于半導(dǎo)體襯底表面,具有一定的高度,因而對散熱較為敏感,在本發(fā)明的實(shí)施例中,半導(dǎo)體器件的鰭部側(cè)壁的絕緣層選用導(dǎo)熱系數(shù)大于等于30瓦/米·度的絕緣材料,在保證絕緣的同時,提高了傳熱速率。因此,半導(dǎo)體器件工作的過程中,鰭部附近或半導(dǎo)體襯底內(nèi)產(chǎn)生的熱量通過上述導(dǎo)熱系數(shù)大的絕緣層傳導(dǎo)出去,可快速降低半導(dǎo)體器件的溫度,提高了半導(dǎo)體器件的散熱性,從而提高其性能。
進(jìn)一步的,所述絕緣層的材料為氮化鋁,相比于傳統(tǒng)的氧化硅材料(導(dǎo)熱系數(shù)7.6瓦/米·度),其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)150瓦/米·度-180瓦/米·度,并且氮化鋁具有耐高壓、耐高溫、耐腐蝕等特性,在提高半導(dǎo)體器件的散熱性的同時,可有效提高半導(dǎo)體器件在復(fù)雜環(huán)境中的絕緣性能。
進(jìn)一步的,所述鰭部底部由兩側(cè)側(cè)壁向中心凹陷,且所述鰭部底部的寬度大于等于鰭部頂部寬度的1/3,所述絕緣層將鰭部底部包裹,在保證半導(dǎo)體器件的驅(qū)動電流的同時,可有效降低半導(dǎo)體器件的漏電流。
雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。