FinFET半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种FinFET半导体器件及其制造方法，在形成第一外延层之后，在半导体衬底上沉积第一介质层，包围第一外延层与第二鳍状物，然后通过对第二区域的第一介质层进行刻蚀，使得第二鳍状物的高度低于第二侧墙的高度，并且第一介质层的高度高于第二鳍状物的高度，然后对第二鳍状物两侧的第二侧墙进行刻蚀，该刻蚀为横向刻蚀，从第二鳍状物两侧的第二侧墙分别向外部刻蚀，至剩余部分厚度的第二侧墙，此时由于第二侧墙的两侧存在有第一介质层，可以保证剩余的第二侧墙不会由于厚度的减少而坍塌，之后在第二鳍状物与第二侧墙上形成第二外延层，在增加外延层体积的基础上防止坍塌发生，最终达到了提高半导体器件性能的目的。

FinFET semiconductor devices and their manufacturing methods

The invention provides a FinFET semiconductor device and its manufacturing method, after forming the first epitaxial layer, depositing a first dielectric layer on a semiconductor substrate, a first epitaxial layer surrounded with second fins, and then through the first dielectric layer on the second area of the etching, making second fin height less than the height of the wall and the second side. The first dielectric layer is higher than the height of the second fin height, and second side walls on the second sides of the fins of etching, the etching for lateral etching, from second sides of second sides of the fins respectively to the outside wall etching, side wall thickness to the remaining part of the second, this time due to both sides of the second side wall is the first the dielectric layer, can ensure that the remaining second side walls will not collapse because of the decrease of the thickness of the wall, then in the second fin and second side forming a second The extension layer, on the basis of increasing the volume of the epitaxial layer, prevents collapse, and finally achieves the purpose of improving the performance of semiconductor devices.

【技术实现步骤摘要】
FinFET半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种FinFET半导体器件及其制造方法。
技术介绍
鳍式场效晶体管(FinFieldeffecttransistor，简称FinFET)是一种新型的金属氧化半导体场效应晶体管，其结构通常在绝缘体上硅(SOI)衬底上形成，包括狭窄而孤立的半导体鳍状结构(即垂直型的沟道结构，也称鳍片)，鳍片两侧形成有栅极结构。具体参考图1，其为现有技术的鳍式场效晶体管的结构示意图。如图1所示，现有的鳍式场效晶体管包括：半导体绝缘体上硅衬底1、源极2、漏极3、鳍状应变硅沟道区4、以及围绕在鳍状应变硅沟道区4两侧及上方的导电栅极5。其中，所述鳍状应变硅沟道区4的厚度通常极薄，且其凸出的三个面均为受控面，受到导电栅极5的控制。由此，所述导电栅极5可以较为容易的在沟道区构造出全耗尽结构，彻底切断沟道的导电通路。采用FinFET结构使得器件体积更小，性能更高。但是随着半导体器件尺寸的不断减小，源漏极区域也随之减小，使得源漏极外延层合并，而同时我们又需要大体积的外延层来减小接触电阻。现有技术中一般采用嵌入SiP(硅磷)外延层来控制外延层的形状，增加外延层的体积，但是在形成SiP外延层的过程中，侧墙的刻蚀是一个重要的步骤，该步骤很容易导致侧墙的坍塌。因此，如何提供厚度均匀的侧墙，尤其是在侧墙刻蚀之后仍然保持侧墙的厚度均匀性是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种FinFET半导体器件及其制造方法，防止在形成外延层的过程中由于刻蚀导致的侧墙坍塌，提高半导体器件的性能。为实现上述目的，本专利技术提供一种FinFET半导体器件制造方法，包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括多个第一区域与第二区域，所述多个第一区域与多个第二区域依次间隔排列，并且在所述第一区域上形成有第一鳍状物，在所述第二区域上形成有第二鳍状物；对所述半导体衬底进行第一次沉积工艺，在所述第一鳍状物的侧壁及顶部形成第一侧墙，并在所述第二鳍状物的侧壁及顶部形成第二侧墙；对所述第一鳍状物和第一侧墙进行第一次刻蚀，至所述第一鳍状物和第一侧墙剩余部分高度；对所述第一鳍状物进行外延工艺，在所述剩余的第一鳍状物和第一侧墙上形成第一外延层；进行第二次沉积工艺，在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层包围所述第一外延层、第二鳍状物和第二侧墙；对所述第二区域的第一介质层进行第二次刻蚀工艺，使得所述第二鳍状物的高度低于所述第二侧墙的高度，并且所述第一介质层的高度高于所述第二鳍状物的高度；对所述第二鳍状物两侧的第二侧墙进行第三次刻蚀工艺，所述第三次刻蚀工艺为横向刻蚀，从所述第二鳍状物两侧分别向外部刻蚀，至剩余部分厚度的第二侧墙；对所述第二鳍状物进行外延工艺，形成第二外延层。可选的，所述第一区域为P型半导体衬底，所述第二区域为N型半导体衬底。可选的，在进行第一次沉积工艺之前，所述半导体衬底上还形成有第二介质层，所述第二介质层覆盖所述半导体衬底以及部分高度的第一鳍状物与第二鳍状物；并且在所述第一鳍状物与第二鳍状物的侧壁及顶部上均形成有第一氧化层。可选的，所述第二次刻蚀工艺包括：对所述第二区域的第一介质层进行刻蚀，至暴露出所述第二侧墙的顶部；对所述暴露出的第二侧墙进行刻蚀，至暴露出所述第二鳍状物；对所述暴露出的第二鳍状物进行刻蚀，至剩余部分高度的所述第二鳍状物。可选的，对所述暴露出的第二鳍状物进行刻蚀，刻蚀掉的所述第二鳍状物的高度为10nm～30nm。可选的，在对所述第二区域的第一介质层进行刻蚀之前，还包括：在所述第一介质层上形成图形化的光刻胶。可选的，对所述暴露出的第二鳍状物进行刻蚀之后，还包括：去除所述图形化的光刻胶。可选的，采用灰化与湿法清洗的方法去除所述图形化的光刻胶，去除光刻胶的同时实现所述第二鳍状物的再氧化，在所述第二鳍状物的上表面形成第三氧化层。可选的，在第一次沉积工艺中，形成的所述第二侧墙的厚度为40nm～80nm。可选的，在对所述第一鳍状物进行外延工艺之后，在进行第二次沉积工艺之前，还包括：对所述第一外延层进行再氧化，在所述第一外延层的表面形成第二氧化层。可选的，在对所述第一外延层进行再氧化之后，在进行第二次沉积工艺之前，还包括：进行第三次沉积工艺，增加所述第二侧墙的厚度。可选的，所述第二侧墙增加的厚度为60nm～120nm。可选的，在所述第三次刻蚀工艺中，所述第二侧墙剩余的厚度均为1nm～4nm。可选的，形成第二外延层之后，还包括：对所述第二外延层进行再氧化，在所述第二外延层表面形成第四氧化层。可选的，对所述第二外延层进行再氧化之后，还包括：进行第四次沉积工艺，在所述半导体衬底上形成第三介质层，所述第三介质层包围所述第二外延层。可选的，所述第一外延层为硅锗外延层，所述第二外延层为硅磷外延层。可选的，所述第一外延层与第二外延层的纵截面均为多边形。相应的，本专利技术还提供一种FinFET半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括多个第一区域与第二区域，所述多个第一区域与多个第二区域依次间隔排列；形成于所述第一区域的半导体衬底上的第一鳍状物，在所述第一鳍状物上形成有第一外延层；形成于所述第二区域的半导体衬底上的第二鳍状物，所述第二鳍状物的侧壁上形成有第二侧墙，并且所述第二侧墙的高度高于所述第二鳍状物的高度，在所述第二鳍状物及其侧墙上形成有第二外延层；以及介质层，包围所述第一鳍状物、第二鳍状物以及第一外延层与第二外延层。可选的，所述第一外延层为硅锗外延层，所述第二外延层为硅磷外延层。可选的，所述第一外延层与第二外延层的纵截面均为多边形。与现有技术相比，本专利技术提供的FinFET半导体器件及其制造方法有以下优点：本专利技术在形成第一外延层之后，首先在半导体衬底上沉积第一介质层，包围所述第一外延层、第二鳍状物与第二侧墙，然后通过对第二区域的第一介质层进行刻蚀，使得所述第二鳍状物的高度低于所述第二侧墙的高度，并且所述第一介质层的高度高于所述第二鳍状物的高度，然后对所述第二鳍状物两侧的第二侧墙进行刻蚀，该刻蚀为横向刻蚀，从所述第二鳍状物两侧的第二侧墙分别向外部刻蚀，至剩余部分厚度的第二侧墙，此时由于第二侧墙的两侧存在有第一介质层，可以保证剩余的第二侧墙不会由于厚度的减少而坍塌，之后在所述第二鳍状物与所述第二侧墙上形成第二外延层，在增加外延层体积的基础上防止坍塌发生，最终达到了提高半导体器件性能的目的。附图说明图1为本现有技术中鳍式场效晶体管的结构示意图。图2为本专利技术一实施例所提供的FinFET半导体器件的制造方法的流程图。图3～16为本专利技术一实施例所提供的FinFET半导体器件的制造方法的各步骤结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容做进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。其次，本专利技术利用示意图进行了详细的表述，在详述本专利技术实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本专利技术的限定。本专利技术提供一种FinFET半导体器件制造方法，包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括多个第一区域与第二区域，所述多个第一区域与多个第二区域依次间隔排列，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括多个第一区域与第二区域，所述多个第一区域与多个第二区域依次间隔排列，并且在所述第一区域上形成有第一鳍状物，在所述第二区域上形成有第二鳍状物；对所述半导体衬底进行第一次沉积工艺，在所述第一鳍状物的侧壁及顶部形成第一侧墙，并在所述第二鳍状物的侧壁及顶部形成第二侧墙；对所述第一鳍状物和第一侧墙进行第一次刻蚀，至所述第一鳍状物和第一侧墙剩余部分高度；对所述第一鳍状物进行外延工艺，在所述剩余的第一鳍状物和第一侧墙上形成第一外延层；进行第二次沉积工艺，在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层包围所述第一外延层、第二鳍状物和第二侧墙；对所述第二区域的第一介质层进行第二次刻蚀工艺，使得所述第二鳍状物的高度低于所述第二侧墙的高度，并且所述第一介质层的高度高于所述第二鳍状物的高度；对所述第二鳍状物两侧的第二侧墙进行第三次刻蚀工艺，所述第三次刻蚀工艺为横向刻蚀，从所述第二鳍状物两侧分别向外部刻蚀，至剩余部分厚度的第二侧墙；对所述第二鳍状物进行外延工艺，形成第二外延层。

【技术特征摘要】
1.一种FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括多个第一区域与第二区域，所述多个第一区域与多个第二区域依次间隔排列，并且在所述第一区域上形成有第一鳍状物，在所述第二区域上形成有第二鳍状物；对所述半导体衬底进行第一次沉积工艺，在所述第一鳍状物的侧壁及顶部形成第一侧墙，并在所述第二鳍状物的侧壁及顶部形成第二侧墙；对所述第一鳍状物和第一侧墙进行第一次刻蚀，至所述第一鳍状物和第一侧墙剩余部分高度；对所述第一鳍状物进行外延工艺，在所述剩余的第一鳍状物和第一侧墙上形成第一外延层；进行第二次沉积工艺，在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层包围所述第一外延层、第二鳍状物和第二侧墙；对所述第二区域的第一介质层进行第二次刻蚀工艺，使得所述第二鳍状物的高度低于所述第二侧墙的高度，并且所述第一介质层的高度高于所述第二鳍状物的高度；对所述第二鳍状物两侧的第二侧墙进行第三次刻蚀工艺，所述第三次刻蚀工艺为横向刻蚀，从所述第二鳍状物两侧分别向外部刻蚀，至剩余部分厚度的第二侧墙；对所述第二鳍状物进行外延工艺，形成第二外延层。2.如权利要求1所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，所述第一区域为P型半导体衬底，所述第二区域为N型半导体衬底。3.如权利要求2所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，在进行第一次沉积工艺之前，所述半导体衬底上还形成有第二介质层，所述第二介质层覆盖所述半导体衬底以及部分高度的第一鳍状物与第二鳍状物；并且在所述第一鳍状物与第二鳍状物的侧壁及顶部上均形成有第一氧化层。4.如权利要求1所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，所述第二次刻蚀工艺包括：对所述第二区域的第一介质层进行刻蚀，至暴露出所述第二侧墙的顶部；对所述暴露出的第二侧墙进行刻蚀，至暴露出所述第二鳍状物；对所述暴露出的第二鳍状物进行刻蚀，至剩余部分高度的所述第二鳍状物。5.如权利要求4所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，对所述暴露出的第二鳍状物进行刻蚀，刻蚀掉的所述第二鳍状物的高度为10nm～30nm。6.如权利要求4所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，在对所述第二区域的第一介质层进行刻蚀之前，还包括：在所述第一介质层上形成图形化的光刻胶。7.如权利要求6所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，对所述暴露出的第二鳍状物进行刻蚀之后，还包括：去除所述图形化的光刻胶。8.如权利要求7所述的FinFET半导体器件制造方法，其特征在于，采用灰化与湿法清洗的方法去除所述图形...

【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