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，半导体衬底上具有第一鳍部；形成位于第一鳍部中的第一初始掺杂层；进行凹槽处理工艺，使第一初始掺杂层形成第一掺杂层，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面；在第一掺杂层的外侧壁和顶部表面、以及所述凹槽的内壁表面形成第一金属硅化物层。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，半导体衬底上具有第一鳍部；形成位于第一鳍部中的第一初始掺杂层；进行凹槽处理工艺，使第一初始掺杂层形成第一掺杂层，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面；在第一掺杂层的外侧壁和顶部表面、以及所述凹槽的内壁表面形成第一金属硅化物层。可选的，还包括：在进行所述凹槽处理工艺之前，形成第一鳍侧墙，第一鳍侧墙位于第一初始掺杂层在第一鳍部宽度方向上的两侧侧壁且暴露出第一初始掺杂层的顶部表面；进行所述凹槽处理工艺的步骤包括：回刻蚀部分第一初始掺杂层以降低第一初始掺杂层的高度，使第一初始掺杂层形成第一过渡掺杂层，第一过渡掺杂层上具有位于第一鳍部中的凹陷，所述凹陷在第一鳍部宽度方向上的两侧侧壁具有第一鳍侧墙；在所述凹陷的侧壁形成掩膜侧墙，所述掩膜侧墙和第一鳍侧墙接触；以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层，使第一过渡掺杂层形成所述第一掺杂层；以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层后，去除所述掩膜侧墙；所述半导体器件的形成方法还包括：以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层后，去除第一鳍侧墙；去除第一鳍侧墙和掩膜侧墙后，形成所述第一金属硅化物层。可选的，还包括：在形成第一初始掺杂层之前，在所述半导体衬底上形成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；形成所述第一鳍侧墙和第一初始掺杂层的方法包括：在第一置换区侧壁形成位于隔离层表面的第一鳍侧墙；刻蚀去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，在第一鳍部中形成第一初始置换槽，在第一鳍部宽度方向上，第一初始置换槽的两侧侧壁分别具有第一鳍侧墙；刻蚀第一初始置换槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始置换槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成第一置换槽；在第一置换槽中形成所述第一初始掺杂层。可选的，所述第一鳍侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON；所述掩膜侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON。可选的，所述掩膜侧墙的厚度为2nm～10nm。可选的，所述第一鳍侧墙的厚度为2nm～8nm。可选的，在凹陷的侧壁形成掩膜侧墙的步骤包括：在所述凹陷的侧壁和底部、第一鳍侧墙的表面以及半导体衬底上形成掩膜侧墙材料层；回刻蚀掩膜侧墙材料层直至暴露出第一过渡掺杂层顶部表面和第一鳍侧墙的顶部表面，形成所述掩膜侧墙。可选的，以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层的工艺包括各向异性干刻工艺。可选的，以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层的深度占据第一过渡掺杂层厚度的20％～100％。可选的，回刻蚀部分第一初始掺杂层的深度为3nm～10nm。可选的，在去除所述掩膜侧墙的过程中去除所述第一鳍侧墙。可选的，所述凹槽在第一鳍部宽度方向上的剖面形状包括“U”形。可选的，还包括：在形成所述第一初始掺杂层之前，在半导体衬底上形成横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖第一鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；第一初始掺杂层分别位于第一栅极结构两侧的第一鳍部中；形成第一掺杂层后，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第二鳍部；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成所述第一初始掺杂层之前，形成位于第二鳍部中的第二掺杂层；形成所述第一掺杂层后，在第二掺杂层的表面形成第二金属硅化物层。可选的，所述半导体衬底上具有覆盖第二鳍部部分侧壁的隔离层，所述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：在第二鳍部第二置换区的侧壁形成位于隔离层表面的第二鳍侧墙；刻蚀去除第二鳍侧墙覆盖的第二置换区，在第二鳍部中形成第二初始置换槽，在第二鳍部宽度方向上，第二初始置换槽的两侧侧壁分别具有第二鳍侧墙；刻蚀第二初始置换槽内壁的第二鳍侧墙以增大第二初始置换槽在第二鳍部宽度方向上的尺寸，形成第二置换槽；在第二置换槽中形成第二掺杂层；去除第二掺杂层侧壁的第二鳍侧墙后，形成所述第二金属硅化物层。可选的，所述第一区用于形成N型晶体管，所述第二区用于形成P型晶体管。可选的，形成所述第一初始掺杂层后，且在进行所述凹槽处理工艺之前，形成底层介质层，底层介质层位于半导体衬底、第一初始掺杂层和第二掺杂层上；在底层介质层中形成贯穿底层介质层的第一介质开口，第一介质开口位于第一初始掺杂层上；在底层介质层中形成贯穿底层介质层的第二介质开口，第二介质开口位于第二掺杂层上；形成第一介质开口和第二介质开口后，进行所述凹槽处理工艺；进行所述凹槽处理工艺后，在第一掺杂层的外侧壁和顶部表面、以及所述凹槽的内壁形成第一金属硅化物层，在第二掺杂层的顶部表面和侧壁表面形成第二金属硅化物层。可选的，还包括：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半导体器件，包括：半导体衬底，半导体衬底上具有第一鳍部；位于第一鳍部中的第一掺杂层，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面；位于第一掺杂层外侧壁和顶部表面、以及所述凹槽的内壁表面的第一金属硅化物层。可选的，所述凹槽在第一鳍部宽度方向上的剖面形状包括“U”形。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，进行凹槽处理工艺后，使第一初始掺杂层形成第一掺杂层，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽，因此使第一掺杂层的表面面积大于第一初始掺杂层的表面面积。由于所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面，因此使凹槽侧壁的面积较大，进而使第一掺杂层的表面面积较大。第一金属硅化物层和第一掺杂层接触的面积较大。在自第一掺杂层至第一金属硅化物层的电流传导方向上的横截面积较大，因而降低了第一金属硅化物层和第一掺杂层之间的接触电阻，从而提高了提高半导体器件的性能。本专利技术技术方案提供的半导体器件中，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽。所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面，因此使第一掺杂层的表本文档来自技高网...

【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，半导体衬底上具有第一鳍部；形成位于第一鳍部中的第一初始掺杂层；进行凹槽处理工艺，使第一初始掺杂层形成第一掺杂层，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面；在第一掺杂层的外侧壁和顶部表面、以及所述凹槽的内壁表面形成第一金属硅化物层。

【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，半导体衬底上具有第一鳍部；形成位于第一鳍部中的第一初始掺杂层；进行凹槽处理工艺，使第一初始掺杂层形成第一掺杂层，第一掺杂层中具有凹槽，所述第一掺杂层的顶部表面暴露出凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的两侧侧壁表面为第一掺杂层的表面；在第一掺杂层的外侧壁和顶部表面、以及所述凹槽的内壁表面形成第一金属硅化物层。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，还包括：在进行所述凹槽处理工艺之前，形成第一鳍侧墙，第一鳍侧墙位于第一初始掺杂层在第一鳍部宽度方向上的两侧侧壁且暴露出第一初始掺杂层的顶部表面；进行所述凹槽处理工艺的步骤包括：回刻蚀部分第一初始掺杂层以降低第一初始掺杂层的高度，使第一初始掺杂层形成第一过渡掺杂层，第一过渡掺杂层上具有位于第一鳍部中的凹陷，所述凹陷在第一鳍部宽度方向上的两侧侧壁具有第一鳍侧墙；在所述凹陷的侧壁形成掩膜侧墙，所述掩膜侧墙和第一鳍侧墙接触；以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层，使第一过渡掺杂层形成所述第一掺杂层；以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层后，去除所述掩膜侧墙；所述半导体器件的形成方法还包括：以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层后，去除第一鳍侧墙；去除第一鳍侧墙和掩膜侧墙后，形成所述第一金属硅化物层。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：在形成第一初始掺杂层之前，在所述半导体衬底上形成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；形成所述第一鳍侧墙和第一初始掺杂层的方法包括：在第一置换区侧壁形成位于隔离层表面的第一鳍侧墙；刻蚀去除第一鳍侧墙覆盖的第一置换区，在第一鳍部中形成第一初始置换槽，在第一鳍部宽度方向上，第一初始置换槽的两侧侧壁分别具有第一鳍侧墙；刻蚀第一初始置换槽内壁的第一鳍侧墙以增大第一初始置换槽在第一鳍部宽度方向上的尺寸，形成第一置换槽；在第一置换槽中形成所述第一初始掺杂层。4.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，所述第一鳍侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON；所述掩膜侧墙的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON。5.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，所述掩膜侧墙的厚度为2nm～10nm。6.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，所述第一鳍侧墙的厚度为2nm～8nm。7.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，在凹陷的侧壁形成掩膜侧墙的步骤包括：在所述凹陷的侧壁和底部、第一鳍侧墙的表面以及半导体衬底上形成掩膜侧墙材料层；回刻蚀掩膜侧墙材料层直至暴露出第一过渡掺杂层顶部表面和第一鳍侧墙的顶部表面，形成所述掩膜侧墙。8.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，以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层的工艺包括各向异性干刻工艺。9.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，以掩膜侧墙和第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一过渡掺杂层的深度占据第一过渡掺杂层厚度的20％～100％。10.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，回刻蚀部分第一初始...

【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，中芯国际集成电路新技术研发上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31