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，所述半导体衬底上具有鳍部和隔离结构；形成横跨所述鳍部的栅极结构；之后在鳍部侧壁表面形成第一鳍部侧墙；之后在第一鳍部侧墙侧壁表面形成第二侧墙；之后在栅极结构两侧的鳍部中形成第一凹槽；在第一凹槽内形成第一掺杂层，所述第一掺杂层具有第一离子，所述第一掺杂层中的第一离子具有第一浓度；之后去除所述第一鳍部侧墙，在第二侧墙和第一掺杂层之间形成第二凹槽；在第二凹槽内形成第二掺杂层，所述第二掺杂层具有第二离子，第二离子与第一离子导电类型相同，第二掺杂层中的第二离子具有第二浓度，第二浓度大于第一浓度。所述半导体器件的形成方法改善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
本专利技术解决的技术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。为解决上述技术问题，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，所述半导体衬底上具有鳍部和隔离结构，隔离结构覆盖部分鳍部的侧壁；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；在鳍部侧壁表面形成第一鳍部侧墙；形成第一鳍部侧墙后，在所述第一鳍部侧墙侧壁表面形成第二侧墙；形成第二侧墙之后，在栅极结构两侧的鳍部中形成第一凹槽，第一凹槽暴露出第一鳍部侧墙侧壁；在第一凹槽内形成第一掺杂层，所述第一掺杂层具有第一离子，所述第一掺杂层中的第一离子具有第一浓度；第一掺杂层形成后，去除所述第一鳍部侧墙，在第二侧墙和第一掺杂层之间形成第二凹槽；在第二凹槽内形成第二掺杂层，所述第二掺杂层覆盖第一掺杂层的顶部和侧壁，所述第二掺杂层具有第二离子，第二离子与第一离子导电类型相同，所述第二掺杂层中的第二离子具有第二浓度，所述第二浓度大于第一浓度。可选的，所述第二侧墙的形成步骤包括：在所述鳍部和栅极结构上形成第二侧墙材料层；回刻蚀第二侧墙材料层，在所述鳍部和栅极结构两侧形成第二侧墙，所述第二侧墙覆盖所述第一鳍部侧墙的侧壁。可选的，所述第二侧墙材料层的形成工艺包括沉积工艺，如化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。可选的，所述第二侧墙材料层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅；所述第二侧墙的厚度为4纳米～10纳米。可选的，形成所述第二掺杂层后，去除第二侧墙。可选的，所述第一掺杂层的形成工艺为外延工艺；在第一掺杂层内掺杂第一离子的工艺为原位掺杂工艺。可选的，当栅极结构用于形成P型器件时，所述第一掺杂层的材料包括：硅、锗或硅锗；所述第一离子为P型离子，第一离子包括硼离子、BF2-离子或铟离子；当栅极结构用于形成N型器件时，所述第一掺杂层的材料包括：硅、砷化镓或铟镓砷；所述第一离子为N型离子，第一离子包括磷离子或砷离子。可选的，所述第二掺杂层的形成工艺为外延工艺；在第二掺杂层内掺杂第二离子的工艺为原位掺杂工艺。可选的，当栅极结构用于形成P型器件时，所述第二掺杂层的材料包括：硅、锗或硅锗；所述第二离子为P型离子，第二离子包括硼离子、BF2-离子或铟离子；当栅极结构用于形成N型器件时，所述第二掺杂层的材料包括：硅、砷化镓或铟镓砷；所述第二离子为N型离子，第二离子包括磷离子或砷离子。可选的，形成所述第一鳍部侧墙的步骤包括：在栅极结构形成之后，在所述鳍部和栅极结构上形成第一侧墙材料层；回刻蚀所述第一侧墙材料层，在所述鳍部侧壁形成第一鳍部侧墙；同时，在栅极结构侧壁形成第一栅极侧墙。可选的，所述第一侧墙材料层的形成工艺包括沉积工艺，如化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。可选的，所述第一侧墙材料层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅；所述第一鳍部侧墙的厚度为3纳米～8纳米。可选的，所述第二侧墙的厚度大于等于第一鳍部侧墙的厚度。可选的，还包括：在形成第二侧墙之前，第一鳍部侧墙形成之后，去除所述栅极结构表面的部分第一栅极侧墙，形成第一修正栅极侧墙，所述第一修正栅极侧墙位于栅极结构侧壁，第一修正栅极侧墙顶部到栅极结构顶部的距离为第一距离，所述第一距离为30纳米～60纳米。可选的，第一修正栅极侧墙的步骤还包括：在第一栅极侧墙形成后，在所述鳍部和栅极结构上形成初始第一牺牲层；回刻蚀所述初始第一牺牲层，形成第一牺牲层，所述第一牺牲层顶部距离栅极结构顶部的距离为第一距离，所述第一牺牲层覆盖鳍部顶部表面；回刻蚀所述初始牺牲层后，去除所述第一牺牲层暴露出的第一栅极侧墙，直至所述第一栅极侧墙顶部表面和第一牺牲层顶部齐平，形成第一修正栅极侧墙。可选的，还包括：在第一掺杂层形成后，第二凹槽形成之前，在所述隔离结构上形成第二牺牲层。可选的，所述第二牺牲层的形成步骤包括：在所述隔离结构和鳍部上形成初始第二牺牲层；回刻蚀所述初始第二牺牲层，形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖部分鳍部侧壁。相应的，本专利技术还提供一种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部和隔离结构；位于鳍部上的栅极结构，所述栅极结构横跨所述鳍部，覆盖鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；位于栅极结构两侧的第一掺杂层，第一掺杂层中具有第一离子，所述第一掺杂层中的第一离子具有第一浓度；位于第一掺杂层侧壁和顶部的第二掺杂层，第二掺杂层具有第二离子，第二离子与第一离子导电类型相同，所述第二掺杂层中的第二离子具有第二浓度，第二浓度大于第一浓度；第二掺杂层侧壁与第二侧墙侧壁齐平；位于第二掺杂层侧壁的第二侧墙。可选的，当栅极结构用于形成P型器件时，所述第一掺杂层的材料包括：硅、锗或硅锗；所述第一离子为P型离子，第一离子包括硼离子、BF2-离子或铟离子；当栅极结构用于形成N型器件时，所述第一掺杂层的材料包括：硅、砷化镓或铟镓砷；所述第一离子为N型离子，第一离子包括磷离子或砷离子。可选的，当栅极结构用于形成P型器件时，所述第二掺杂层的材料包括：硅、锗或硅锗；所述第二离子为P型离子，第一离子包括硼离子、BF2-离子或铟离子；当栅极结构用于形成N型器件时，所述第二掺杂层的材料包括：硅、砷化镓或铟镓砷；所述第二离子为N型离子，第一离子包括磷离子或砷离子。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：在本专利技术技术方案的形成方法中，源漏掺杂层由第一掺杂层和第二掺杂层形成，第一掺杂层具有第一离子，能够抑制所形成的半导体器件的短沟道效应；第二掺杂层具有第二离子，第二离子的浓度高于第一离子的浓度，高掺杂的第二掺杂层覆盖第一掺杂层的侧壁和顶部表面，后续制程中的插塞与高掺杂的第二掺杂层相接触，能够降低所形成的半导体器件的接触电阻。第一掺杂层的形状受第一凹槽的限制；第二掺杂层形成于第二凹槽，第二凹槽为去除第一鳍部侧墙所形成，故通过控制第一鳍部侧墙的厚度可以控制第二掺杂层的厚度。同时高掺杂浓度的第二掺杂层的形状受第二侧墙的限制，使得第二掺杂层的表面在沿鳍部宽度方向上不易形成尖端。在相邻鳍部间距离一定的情况下，相邻的源漏掺杂层可以实现体积较大且不会发生短接，相应的源漏掺杂层表面积也较大。由于后续制程中形成的插塞与源漏掺杂层的接触为全覆盖式接触，即插塞全覆盖源漏掺杂层的表面，源漏掺杂层表面积较大，与的插塞的接触面积相应较大，能够降低所形成的晶体管的接触电阻，从而提高器件本文档来自技高网...

【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，所述半导体衬底上具有鳍部和隔离结构，隔离结构覆盖部分鳍部的侧壁；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；在鳍部侧壁表面形成第一鳍部侧墙；形成第一鳍部侧墙后，在所述第一鳍部侧墙侧壁表面形成第二侧墙；形成第二侧墙之后，在栅极结构两侧的鳍部中形成第一凹槽，第一凹槽暴露出第一鳍部侧墙侧壁；在第一凹槽内形成第一掺杂层，所述第一掺杂层具有第一离子，所述第一掺杂层中的第一离子具有第一浓度；第一掺杂层形成后，去除所述第一鳍部侧墙，在第二侧墙和第一掺杂层之间形成第二凹槽；在第二凹槽内形成第二掺杂层，所述第二掺杂层覆盖第一掺杂层的顶部和侧壁，所述第二掺杂层具有第二离子，第二离子与第一离子导电类型相同，所述第二掺杂层中的第二离子具有第二浓度，所述第二浓度大于第一浓度。

【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，所述半导体衬底上具有鳍部和隔离结构，隔离结构覆盖部分鳍部的侧壁；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；在鳍部侧壁表面形成第一鳍部侧墙；形成第一鳍部侧墙后，在所述第一鳍部侧墙侧壁表面形成第二侧墙；形成第二侧墙之后，在栅极结构两侧的鳍部中形成第一凹槽，第一凹槽暴露出第一鳍部侧墙侧壁；在第一凹槽内形成第一掺杂层，所述第一掺杂层具有第一离子，所述第一掺杂层中的第一离子具有第一浓度；第一掺杂层形成后，去除所述第一鳍部侧墙，在第二侧墙和第一掺杂层之间形成第二凹槽；在第二凹槽内形成第二掺杂层，所述第二掺杂层覆盖第一掺杂层的顶部和侧壁，所述第二掺杂层具有第二离子，第二离子与第一离子导电类型相同，所述第二掺杂层中的第二离子具有第二浓度，所述第二浓度大于第一浓度。2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二侧墙的形成步骤包括：在所述鳍部和栅极结构上形成第二侧墙材料层；回刻蚀第二侧墙材料层，在所述鳍部和栅极结构两侧形成第二侧墙，所述第二侧墙覆盖所述第一鳍部侧墙的侧壁。3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二侧墙材料层的形成工艺包括沉积工艺，如化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。4.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二侧墙材料层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅；所述第二侧墙的厚度为4纳米～10纳米。5.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述第二掺杂层后，去除第二侧墙。6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂层的形成工艺为外延工艺；在第一掺杂层内掺杂第一离子的工艺为原位掺杂工艺。7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，当栅极结构用于形成P型器件时，所述第一掺杂层的材料包括：硅、锗或硅锗；所述第一离子为P型离子，第一离子包括硼离子、BF2-离子或铟离子；当栅极结构用于形成N型器件时，所述第一掺杂层的材料包括：硅、砷化镓或铟镓砷；所述第一离子为N型离子，第一离子包括磷离子或砷离子。8.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二掺杂层的形成工艺为外延工艺；在第二掺杂层内掺杂第二离子的工艺为原位掺杂工艺。9.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，当栅极结构用于形成P型器件时，所述第二掺杂层的材料包括：硅、锗或硅锗；所述第二离子为P型离子，第二离子包括硼离子、BF2-离子或铟离子；当栅极结构用于形成N型器件时，所述第二掺杂层的材料包括：硅、砷化镓或铟镓砷；所述第二离子为N型离子，第二离子包括磷离子或砷离子。10.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述第一鳍部侧墙的步骤包括：在栅极结构形成之后，在所述鳍部和栅极结构上形成第一侧墙材料层；回刻蚀所述第一侧墙材料层，在所述鳍部侧壁形成第一鳍部侧墙；同时，在栅极结构侧壁形成第一栅极侧墙。11.如权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，
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