鳍式场效应晶体管的形成方法技术

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，所述形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有NMOS区域和PMOS区域，PMOS区域上形成有第一鳍部，NMOS区域上形成有第二鳍部；在半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；在第一介质层表面形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极结构；去除位于栅极结构两侧的第一鳍部，在PMOS区域上形成第一凹槽；在所述第一凹槽内沉积第一半导体层，使第一半导体层的表面高于第一介质层表面；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第一介质层上形成第二介质层；去除第二鳍部顶部的部分第二介质层，暴露出第二鳍部的表面；在第二鳍部表面形成第二半导体层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(Fin FET)作为一种多栅器件得到了广泛的关注。鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件，图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。如图1所示，包括:半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部11，鳍部11 一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；介质层12，覆盖所述半导体衬底10的表面以及鳍部11的侧壁的一部分；栅极结构13，横跨在所述鳍部11上，覆盖所述鳍部11的部分顶部和侧壁，栅极结构13包括栅介质层(图中未示出)和位于栅介质层上的栅电极(图中未示出)。对于鳍式场效应晶体管，鳍部11的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构13相接触的部分都成为沟道区，即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。所述鳍式场效应晶体管的性能有待进一步的提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，提高鳍式场效应晶体管的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括:提供半导体衬底，所述半导体衬底具有NMOS区域和PMOS区域，所述PMOS区域上形成有第一鳍部，所述NMOS区域上形成有第二鳍部；在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；在所述第一介质层表面形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极结构；去除位于所述栅极结构两侧的第一鳍部，在PMOS区域上形成第一凹槽；在所述第一凹槽内沉积第一半导体层，并且使所述第一半导体层的表面高于第一介质层的表面；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第一介质层上形成第二介质层，所述第二介质层覆盖第二鳍部和第一半导体层的表面，并填充满所述相邻第一半导体层之间的空隙；去除第二鳍部顶部的部分第二介质层，暴露出第二鳍部的表面；在所述第二鳍部表面形成第二半导体层。可选的，形成所述第二介质层的方法包括:在所述第一介质层上形成流动性介质材料层，所述流动性介质材料层覆盖第二鳍部和第一半导体层的表面，并填充满所述相邻第一半导体层之间的空隙；对所述流动性介质材料层进行退火处理，形成第二介质层。可选的，采用旋涂工艺形成所述流动性介质材料层。可选的，所述流动性介质材料层的材料至少包括硅烷、二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、三甲硅烷基胺、二甲硅烷基胺中的一种。可选的，所述退火处理在02、03、NO、H2O蒸气、N2、He、Ar中的一种或多种气体下进行，所述气体内至少具有一种含有O的气体。可选的，所述退火处理的温度为200°C?1200°C。可选的，所述第二介质层的材料为氧化硅。可选的，采用选择性外延工艺形成所述第一半导体层，所述第一半导体层具有压应力。可选的，所述第一半导体层的材料为锗化硅。可选的，位于所述第一介质层上方的第一半导体层的形状为正八面体形。可选的，采用选择性外延工艺形成所述第二半导体层，所述第二半导体层具有张应力。可选的，所述第二半导体层的材料为硅或碳化硅。可选的，所述第二半导体层的形状为正八面体形。可选的，还包括在所述栅极结构表面以及第一鳍部和第二鳍部表面形成刻蚀阻挡层。可选的，去除所述栅极结构两侧的第一鳍部形成第一凹槽的方法包括:在NMOS区域上形成第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，去除位于PMOS区域上刻蚀阻挡层；去除所述第一掩膜层后，采用湿法刻蚀工艺，去除所述第一鳍部，在PMOS区域上形成第一凹槽。可选的，暴露出所述第二鳍部的顶部表面的方法包括:在所述PMOS区域上形成第二掩膜层；以所述第二掩膜层为掩膜，去除第二鳍部顶部的部分第二介质层，暴露出所述第二鳍部的顶部表面。可选的，在形成所述第一半导体层的过程中，对所述第一半导体层进行第一原位掺杂，所述第一原位掺杂的掺杂离子为P型离子。可选的，在形成所述第二半导体层的过程中，对所述第二半导体层进行第二原位掺杂，所述第二原位掺杂的掺杂离子为N型离子。可选的，形成所述第一掩膜层之前，对所述栅极结构两侧的第二鳍部内进行轻掺杂离子注入和重掺杂离子注入，所述轻掺杂离子注入和重掺杂离子注入的掺杂离子为N型离子。可选的，所述第一半导体层和第二半导体层的顶部距离半导体衬底表面的距离相同。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术的技术方案，去除所述栅极结构两侧的部分第一鳍部，形成第一凹槽之后，在所述第一凹槽内形成第一半导体层；并且在所述栅极结构两侧的第二鳍部表面形成第二半导体层；通过流动性化学气相沉积工艺在第一介质层表面形成第二介质层，填充满相邻第一半导体层之间的空隙。所述流动性化学气相沉积工艺具有较高的沉积质量，可以避免在所述第一半导体层之间的空隙内形成空洞，影响所述相邻第一半导体层之间的隔离效果O进一步的，所述第一半导体层的材料为锗化硅，所述第二半导体层的材料可以是碳化硅，所述第一半导体层可以对所述PMOS区域上的栅极结构下方的第一鳍部产生压应力，提高P型鳍式场效应晶体管的空穴载流子迁移率，提高P型鳍式场效应晶体管的性能；所述第而半导体层可以对所述NMOS区域上的栅极结构下方的第二鳍部产生张应力，提高N型鳍式场效应晶体管的电子载流子迁移率，提高N型鳍式场效应晶体管的性能。进一步，在形成所述第一半导体层和第二半导体层的过程中，采用原位掺杂工艺对所述第一半导体层和第二半导体层分别进行P型离子和N型离子的掺杂，使所述第一半导体层和第二半导体层分别作为P型鳍式场效应晶体管的源漏极或者N型鳍式场效应晶体管的源漏极，采用原位掺杂工艺可以避免在所述第一半导体层和第二半导体层中形成缺陷，提高所述P型鳍式场效应晶体管或N型鳍式场效应晶体管。【附图说明】图1是本专利技术的现有技术形成的鳍式场效应晶体管的结构示意图；图2至图14是本专利技术的实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。【具体实施方式】如
技术介绍
中所述，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能有待进一步的提闻。研究发现，对所述鳍式场效应晶体管的源极和漏极区域进行离子注入，形成源极和漏极容易对所述源极和漏极区域内造成较多的缺陷，并且由于所述鳍式场效应管的鳍部尺寸都较小，更容易对形成的鳍式场效应晶体管的性能造成影响。本专利技术的实施例中，通过外延工艺形成所述源极和漏极，并且采用原位掺杂工艺对所述源极和漏极进行掺杂，减少所述源极和漏极内的缺陷。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。请参考图2，提供半导体衬底100，所述半导体衬底具有NMOS区域当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有NMOS区域和PMOS区域，所述PMOS区域上形成有第一鳍部，所述NMOS区域上形成有第二鳍部；在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；在所述第一介质层表面形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极结构；去除位于所述栅极结构两侧的第一鳍部，在PMOS区域上形成第一凹槽；在所述第一凹槽内沉积第一半导体层，并且使所述第一半导体层的表面高于第一介质层的表面；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第一介质层上形成第二介质层，所述第二介质层覆盖第二鳍部和第一半导体层的表面，并填充满所述相邻第一半导体层之间的空隙；去除第二鳍部顶部的部分第二介质层，暴露出第二鳍部的表面；在所述第二鳍部表面形成第二半导体层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，居建华，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31