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：形成第一鳍侧墙和第二鳍侧墙，第一鳍侧墙位于第一鳍部第一置换区的侧壁且位于隔离层表面，第二鳍侧墙位于第一鳍侧墙侧壁；去除第一鳍侧墙和第二鳍侧墙覆盖的第一置换区，在第一鳍部中形成第一初始槽，在第一鳍部宽度方向上，第一初始槽的两侧侧壁分别具有第一鳍侧墙；刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成第一槽，刻蚀第一初始槽内壁第一鳍侧墙的工艺对第二鳍侧墙的刻蚀速率小于对第一鳍侧墙的刻蚀速率；在第一槽中形成第一掺杂层。所述方法提高了半导体器件的性能。

【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；形成第一鳍侧墙和第二鳍侧墙，第一鳍侧墙位于第一鳍部第一置换区的侧壁且位于隔离层表面，第二鳍侧墙位于第一鳍侧墙侧壁；去除第一鳍侧墙和第二鳍侧墙覆盖的第一置换区，在第一鳍部中形成第一初始槽，在第一鳍部宽度方向上，第一初始槽的两侧侧壁分别具有第一鳍侧墙；刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成第一槽，刻蚀第一初始槽内壁第一鳍侧墙的工艺对第二鳍侧墙的刻蚀速率小于对第一鳍侧墙的刻蚀速率；在第一槽中形成第一掺杂层。可选的，刻蚀第一初始槽内壁的部分第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成所述第一槽。可选的，还包括：去除第一掺杂层侧壁的第二鳍侧墙和第一鳍侧墙。可选的，刻蚀去除第一初始槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成所述第一槽。可选的，还包括：去除第一掺杂层侧壁的第二鳍侧墙。可选的，刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙的工艺对第一鳍侧墙相对于对第二鳍侧墙的刻蚀选择比值为20～500。可选的，刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙的工艺为湿刻工艺。可选的，所述第一鳍侧墙的材料为氮化硅，所述第二鳍侧墙的材料为氧化硅；所述湿刻工艺的参数包括：采用的刻蚀溶液为磷酸溶液，磷酸的体积百分比浓度为80％～90％，温度为120摄氏度～180摄氏度。可选的，所述第一鳍侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON；所述第二鳍侧墙的材料为SiO2或SiOC。可选的，在刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙之前，所述第一鳍侧墙的厚度和第二鳍侧墙的厚度之比为1:1～5:1。可选的，在刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙之前，所述第一鳍侧墙和所述第二鳍侧墙的总厚度为8nm～15nm。可选的，形成所述第一掺杂层的工艺包括外延生长工艺。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和第二鳍侧墙之前，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、且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：在形成所述第一鳍侧墙和第二鳍侧墙之前，在第二鳍部第二置换区的侧壁形成位于第二区隔离层表面的第三鳍侧墙；去除第三鳍侧墙覆盖的第二置换区，在第二鳍部中形成第二初始槽，在第二鳍部宽度方向上，第二初始槽的两侧侧壁分别具有第三鳍侧墙；刻蚀第二初始槽内壁的第三鳍侧墙以增大第二初始槽在第二鳍部宽度方向上的尺寸，形成第二槽；在第二槽中形成第二掺杂层；形成第二掺杂层后，形成所述第一鳍侧墙和第二鳍侧墙；形成所述第一掺杂层后，去除第二掺杂层侧壁的第三鳍侧墙，暴露出第二掺杂层的顶部表面和侧壁表面；形成所述第一掺杂层后，至少去除第一掺杂层侧壁的第二鳍侧墙，暴露出第一掺杂层的顶部表面和侧壁表面。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：在形成所述第三鳍侧墙之前，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、且覆盖第二鳍部第二非置换区的顶部表面和侧壁表面；形成第二掺杂层后，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，第一区用于形成N型鳍式场效应晶体管，第二区用于形成P型鳍式场效应晶体管；第一掺杂层的材料为掺杂第一离子的硅，第一离子的导电类型为N型；第二掺杂层的材料为掺杂第二离子的锗硅，第二离子的导电类型为P型；或者，第一区用于形成P型鳍式场效应晶体管，第二区用于形成N型鳍式场效应晶体管；所述第一掺杂层的材料为掺杂第一离子的锗硅，第一离子的导电类型为P型；所述第二掺杂层的材料为掺杂第二离子的硅，第二离子的导电类型为N型。可选的，还包括：在形成所述第一掺杂层后，形成底层介质层，底层介质层位于第一区隔离层、第二鳍侧墙和第一掺杂层上，底层介质层还位于第二区隔离层、第三鳍侧墙和第二掺杂层上；在底层介质层中形成贯穿底层介质层的第一介质开口，所述第一掺杂层和第二鳍侧墙位于第一介质开口底部；形成第一介质开口后，至少去除第一掺杂层侧壁的第二鳍侧墙，暴露出第一掺杂层的顶部表面和侧壁表面；在底层介质层中形成贯穿底层介质层的第二介质开口，所述第二掺杂层和第三鳍侧墙位于第二介质开口底部；形成第二介质开口后，去除第二掺杂层侧壁的第三鳍侧墙，暴露出第二掺杂层的顶部表面和侧壁表面。可选的，形成所述第一介质开口和第二介质开口后，还包括：在所述第一掺杂层暴露出的侧壁表面和顶部表面形成第一金属硅化物层；在所述第二掺杂层暴露出的侧壁表面和顶部表面形成第二金属硅化物层；形成第一金属硅化物层和第二金属硅化物层后，在第一介质开口中形成第一插塞，在第二介质开口中形成第二插塞。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，第一初始槽由去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区而形成，第一槽为扩大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸而形成。由于刻蚀第一初始槽内壁第一鳍侧墙的工艺对第二鳍侧墙的刻蚀速率小于对第一鳍侧墙的刻蚀速率，因此刻蚀第一初始槽内壁第一鳍侧墙的工艺对第二鳍侧墙的损耗较少。当刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙后，第一槽内壁剩余材料的厚度一定的情况下，能够使第一槽在第一鳍部宽度方向的尺寸较大。第一掺杂层形成在第一槽中，因此第一掺杂层在第一鳍部宽度方向上的尺寸较大，这样使得第一掺杂层的表面积较大。在形成第一掺杂层的过程中，第二本文档来自技高网...

【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；形成第一鳍侧墙和第二鳍侧墙，第一鳍侧墙位于第一鳍部第一置换区的侧壁且位于隔离层表面，第二鳍侧墙位于第一鳍侧墙侧壁；去除第一鳍侧墙和第二鳍侧墙覆盖的第一置换区，在第一鳍部中形成第一初始槽，在第一鳍部宽度方向上，第一初始槽的两侧侧壁分别具有第一鳍侧墙；刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成第一槽，刻蚀第一初始槽内壁第一鳍侧墙的工艺对第二鳍侧墙的刻蚀速率小于对第一鳍侧墙的刻蚀速率；在第一槽中形成第一掺杂层。

【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；形成第一鳍侧墙和第二鳍侧墙，第一鳍侧墙位于第一鳍部第一置换区的侧壁且位于隔离层表面，第二鳍侧墙位于第一鳍侧墙侧壁；去除第一鳍侧墙和第二鳍侧墙覆盖的第一置换区，在第一鳍部中形成第一初始槽，在第一鳍部宽度方向上，第一初始槽的两侧侧壁分别具有第一鳍侧墙；刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成第一槽，刻蚀第一初始槽内壁第一鳍侧墙的工艺对第二鳍侧墙的刻蚀速率小于对第一鳍侧墙的刻蚀速率；在第一槽中形成第一掺杂层。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，刻蚀第一初始槽内壁的部分第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成所述第一槽。3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：去除第一掺杂层侧壁的第二鳍侧墙和第一鳍侧墙。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，刻蚀去除第一初始槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成所述第一槽。5.根据权利要求4所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括：去除第一掺杂层侧壁的第二鳍侧墙。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，刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙的工艺对第一鳍侧墙相对于对第二鳍侧墙的刻蚀选择比值为20～500。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，刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙的工艺为湿刻工艺。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，所述第一鳍侧墙的材料为氮化硅，所述第二鳍侧墙的材料为氧化硅；所述湿刻工艺的参数包括：采用的刻蚀溶液为磷酸溶液，磷酸的体积百分比浓度为80％～90％，温度为120摄氏度～180摄氏度。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，所述第一鳍侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON；所述第二鳍侧墙的材料为SiO2或SiOC。10.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，在刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙之前，所述第一鳍侧墙的厚度和第二鳍侧墙的厚度之比为1:1～5:1。11.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，在刻蚀第一初始槽内壁的第一鳍侧墙之前，所述第一鳍侧墙和所述第二鳍侧墙的总厚度为8nm～15nm。12.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。13.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和第二鳍侧墙之前，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、且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。14.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...

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