半导体器件及其形成方法技术

一种半导体器件及其形成方法，其中方法包括：提供半导体衬底，半导体衬底上具有若干第一鳍部和覆盖第一鳍部部分侧壁的隔离层，所述隔离层暴露出的第一鳍部包括第一置换区；在第一鳍部第一置换区的侧壁形成位于隔离层表面的第一鳍侧墙；去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，形成由第一鳍侧墙包围的第一槽；刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一槽的开口，形成第二槽；在第二槽中形成第一掺杂层；形成第一掺杂层后，去除第一鳍侧墙。所述方法使得半导体器件的性能提高。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法
本专利技术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。
技术介绍
MOS(金属-氧化物-半导体)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，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。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。鳍式场效应晶体管(FinFET)是一种新兴的多栅器件，它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的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。然而，现有技术中鳍式场效应晶体管构成的半导体器件的性能仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体衬底，半导体衬底上具有若干第一鳍部和覆盖第一鳍部部分侧壁的隔离层，所述隔离层暴露出的第一鳍部包括第一置换区；在第一鳍部第一置换区的侧壁形成位于隔离层表面的第一鳍侧墙；去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，形成由第一鳍侧墙包围的第一槽；刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一槽的开口，形成第二槽；在第二槽中形成第一掺杂层；形成第一掺杂层后，去除第一鳍侧墙。可选的，去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区以形成第一槽的工艺为干刻工艺。可选的，刻蚀第一鳍侧墙的内壁以增大第一槽的开口的工艺为湿刻工艺。可选的，在刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙之前，所述第一鳍侧墙具有第一厚度，第一厚度为3nm～10nm；在刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙之后，所述第一鳍侧墙具有第二厚度，第二厚度为第一厚度的50％～99％。可选的，所述隔离层暴露出的第一鳍部还包括第一非置换区，第一置换区与第一非置换区邻接且位于第一非置换区两侧，自第一置换区至第一非置换区的方向平行于第一鳍部的延伸方向；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成所述第一鳍侧墙之前，在半导体衬底和隔离层上形成第一栅极结构，第一栅极结构横跨第一鳍部的第一非置换区、覆盖第一鳍部第一非置换区的顶部表面和侧壁表面；形成所述第一掺杂层后，第一掺杂层分别位于第一栅极结构两侧的第一鳍部中。可选的，所述半导体衬底包括第一区和第二区，第一鳍部位于半导体衬底第一区上，半导体衬底第二区上具有若干第二鳍部；所述隔离层位于半导体衬底第一区和第二区上，隔离层还覆盖第二鳍部的部分侧壁，隔离层暴露出的第二鳍部包括第二置换区；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成第一鳍侧墙之前，在第一区和第二区的隔离层表面、第一鳍部第一置换区表面、以及第二鳍部第二置换区表面形成第一侧墙膜；刻蚀第一区的第一侧墙膜直至暴露出第一区隔离层和第一鳍部的顶部表面，形成所述第一鳍侧墙；形成所述第一掺杂层后，在第一区的隔离层表面、第一鳍侧墙和第一掺杂层的表面、以及第二区的第一侧墙膜表面形成第二侧墙膜；刻蚀第二区的第二侧墙膜和第一侧墙膜直至暴露出第二区的隔离层和第二鳍部的顶部表面，形成第二鳍侧墙，第二鳍侧墙位于第二置换区的侧壁且位于第二区隔离层表面；去除第二鳍侧墙覆盖的第二置换区，形成由第二鳍侧墙包围的第三槽；刻蚀第三槽内壁的第二鳍侧墙以增大第三槽的开口，形成第四槽；在第四槽中形成第二掺杂层；形成第二掺杂层后，去除第一鳍侧墙和第二鳍侧墙。可选的，还包括：刻蚀第一区的第一侧墙膜之前，在第二区上形成第一掩膜层，第一掩膜层覆盖第二区的第一侧墙膜；以第一掩膜层为掩膜刻蚀第一区的第一侧墙膜直至暴露出第一区隔离层和第一鳍部的顶部表面，形成所述第一鳍侧墙；以第一掩膜层为掩膜刻蚀第一区的第一侧墙膜后，以第一掩膜层为掩膜刻蚀去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区以形成所述第一槽；形成第一槽后，去除第一掩膜层；去除第一掩膜层后，刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙以形成所述第二槽；以第二区的第一侧墙膜、第一鳍侧墙为掩膜，在第二槽中形成所述第一掺杂层。可选的，还包括：在刻蚀第二区的第二侧墙膜和第一侧墙膜之前，在第一区上形成第二掩膜层，第二掩膜层覆盖第一区的第二侧墙膜；以所述第二掩膜层为掩膜刻蚀第二区的第二侧墙膜和第一侧墙膜直至暴露出第二区的隔离层和第二鳍部的顶部表面，形成所述第二鳍侧墙；以第二掩膜层为掩膜刻蚀第二区的第二侧墙膜和第一侧墙膜后，以第二掩膜层为掩膜刻蚀去除第二鳍侧墙覆盖的第二置换区以形成所述第三槽；形成第三槽后，去除第二掩膜层；去除第二掩膜层后，刻蚀第三槽内壁的第二鳍侧墙以形成所述第四槽；以第一区的第二侧墙膜、第二鳍侧墙为掩膜，在第四槽中形成所述第二掺杂层。可选的，所述隔离层暴露出的第二鳍部还包括第二非置换区，第二置换区与第二非置换区邻接且位于第二非置换区两侧，自第二置换区至第二非置换区的方向平行于第二鳍部的延伸方向；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成所述第一鳍侧膜之前，在半导体衬底和隔离层上形成第二栅极结构，第二栅极结构横跨第二鳍部的第二非置换区、覆盖第二鳍部第二非置换区的顶部表面和侧壁表面；第二掺杂层分别位于第二栅极结构两侧的第二鳍部中。可选的，在刻蚀第三槽内壁的第二鳍侧墙之前，所述第二鳍侧墙具有第三厚度，第三厚度为5nm～12nm；在刻蚀第三槽内壁的第二鳍侧墙之后，所述第二鳍侧墙具有第四厚度，第四厚度为第三厚度的50％～99％。可选的，还包括：在形成所述第二掺杂层后，形成第一介质层，第一介质层位于第一区隔离层、第一鳍侧墙和第一掺杂层上，第一介质层还位于第二区隔离层、第二鳍侧墙和第二掺杂层上；在第一介质层中形成贯穿第一介质层的第一介质开口，所述第一掺杂层和第一鳍侧墙位于第一介质开口底部；形成第一介质开口后，去除第一鳍侧墙；在第一介质层中形成贯穿第一介质层的第二介质开口，所述第二掺杂层和第二鳍侧墙位于第二介质开口底部；形成第二介质开口后，去除第二鳍侧墙。可选的，去除所述第一鳍侧墙和第二鳍侧墙后，还包括：在第一介质开口中形成第一插塞，第一插塞和第一掺杂层电学连接；在第二介质开口中形成第二插塞，第二插塞和第二掺杂层电学连接。可选的，去除所述第一鳍侧墙和第二鳍侧墙后，且在形成第一插塞和第二插塞之前，还包括：在所述第一掺杂层的侧壁表面和顶部表面形成第一金属硅化物层，第一插塞和第一金属硅化物层表面接触；在所述第二掺杂层的侧壁表面和顶部表面形成第二金属硅化物层，第二插塞和第二金属硅化物层表面接触。可选的，还包括：形成第一鳍侧墙后，在第一区的隔离层上形成底层介质层，底层介质层覆盖第一鳍侧墙侧壁且暴露出第一鳍部第一置换区的顶部表面；形成底层介质层后，去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，形成所述第一槽；形成第一掺杂层后，在第一掺杂层和底层介质层上形成顶层介质层，顶层介质层和底层介质层构成层间介质层；形成贯穿层间介质层的第一沟槽，第一掺杂层和第一鳍侧墙位于第一沟槽的底部；形成第一沟槽后，去除第一鳍侧墙，暴露出第一掺杂层的侧壁表面和顶部表面。本专利技术还提供一种采用上述任意一项方法形成的半导体器件。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的半导体器件的形成方法中，第一槽由去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区而形成，第二槽为扩大第一槽的开口而形成，第一掺杂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，半导体衬底上具有若干第一鳍部和覆盖第一鳍部部分侧壁的隔离层，所述隔离层暴露出的第一鳍部包括第一置换区；在第一鳍部第一置换区的侧壁形成位于隔离层表面的第一鳍侧墙；去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，形成由第一鳍侧墙包围的第一槽；刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一槽的开口，形成第二槽；在第二槽中形成第一掺杂层；形成第一掺杂层后，去除第一鳍侧墙。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，半导体衬底上具有若干第一鳍部和覆盖第一鳍部部分侧壁的隔离层，所述隔离层暴露出的第一鳍部包括第一置换区；在第一鳍部第一置换区的侧壁形成位于隔离层表面的第一鳍侧墙；去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，形成由第一鳍侧墙包围的第一槽；刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一槽的开口，形成第二槽；在第二槽中形成第一掺杂层；形成第一掺杂层后，去除第一鳍侧墙。2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区以形成第一槽的工艺为干刻工艺。3.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，刻蚀第一鳍侧墙的内壁以增大第一槽的开口的工艺为湿刻工艺。4.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙之前，所述第一鳍侧墙具有第一厚度，第一厚度为3nm～10nm；在刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙之后，所述第一鳍侧墙具有第二厚度，第二厚度为第一厚度的50％～99％。5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一鳍侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON；所述第一鳍部的材料为单晶硅或单晶锗硅。6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述第一掺杂层的工艺包括外延生长工艺。7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述隔离层暴露出的第一鳍部还包括第一非置换区，第一置换区与第一非置换区邻接且位于第一非置换区两侧，自第一置换区至第一非置换区的方向平行于第一鳍部的延伸方向；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成所述第一鳍侧墙之前，在半导体衬底和隔离层上形成第一栅极结构，第一栅极结构横跨第一鳍部的第一非置换区、覆盖第一鳍部第一非置换区的顶部表面和侧壁表面；形成所述第一掺杂层后，第一掺杂层分别位于第一栅极结构两侧的第一鳍部中。8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，第一栅极结构的顶部表面还具有第一栅保护层；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成第一鳍侧墙的过程中在第一栅极结构侧壁形成第一栅侧墙；以第一栅保护层、第一栅侧墙和第一鳍侧墙为掩膜在第二槽中形成第一掺杂层。9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底包括第一区和第二区，第一鳍部位于半导体衬底第一区上，半导体衬底第二区上具有若干第二鳍部；所述隔离层位于半导体衬底第一区和第二区上，隔离层还覆盖第二鳍部的部分侧壁，隔离层暴露出的第二鳍部包括第二置换区；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成第一鳍侧墙之前，在第一区和第二区的隔离层表面、第一鳍部第一置换区表面、以及第二鳍部第二置换区表面形成第一侧墙膜；刻蚀第一区的第一侧墙膜直至暴露出第一区隔离层和第一鳍部的顶部表面，形成所述第一鳍侧墙；形成所述第一掺杂层后，在第一区的隔离层表面、第一鳍侧墙和第一掺杂层的表面、以及第二区的第一侧墙膜表面形成第二侧墙膜；刻蚀第二区的第二侧墙膜和第一侧墙膜直至暴露出第二区的隔离层和第二鳍部的顶部表面，形成第二鳍侧墙，第二鳍侧墙位于第二置换区的侧壁且位于第二区隔离层表面；去除第二鳍侧墙覆盖的第二置换区，形成由第二鳍侧墙包围的第三槽；刻蚀第三槽内壁的第二鳍侧墙以增大第三槽的开口，形成第四槽；在第四槽中形成第二掺杂层；形成第二掺杂层后，去除第一鳍侧墙和第二鳍侧墙。10.根据权利要求9所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：刻蚀第一区的第一侧墙膜之前，在第二区上形成第一掩膜层，第一掩膜层覆盖第二区的第一侧墙膜；以第一掩膜层为掩膜刻蚀第一区的第一侧墙膜直至暴露出第一区隔离层和第一鳍部的顶部表面，形成所述第一鳍侧墙；以第一掩膜层为掩膜刻蚀第一区的第一侧墙膜后，以第一掩膜层为掩膜刻蚀去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区以形成所述第一槽；形成第一槽后，去除第一掩膜层；去除第一掩膜层后，刻蚀第一槽内壁的第一鳍侧墙以形成所述第二槽；以第二区的第一侧墙膜、第一鳍侧墙为掩膜，在第二槽中形成所述第一掺杂层。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31