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，方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成初始鳍部，所述初始鳍部包括牺牲材料层和位于牺牲材料层表面的第一材料层，相邻初始鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽底部暴露出衬底；形成初始鳍部后，在所述第一沟槽内形成第一层；形成第一层后，在所述初始鳍部内形成第二沟槽，所述第二沟槽底部暴露出衬底，且使第二沟槽与第一沟槽之间的牺牲材料层形成牺牲鳍部层，使第二沟槽与第一沟槽之间的第一材料层形成鳍部，鳍部位于牺牲鳍部层的表面；去除牺牲鳍部层，在衬底与鳍部之间形成第一鳍部开口；在所述衬底上和第一鳍部开口内形成隔离结构，所述隔离结构覆盖部分鳍部侧壁。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
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。器件作为最基本的半导体器件，目前正被广泛应用，传统的平面器件对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应而导致漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。为了克服器件的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(FinFET)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件，鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且隔离层表面低于鳍部顶部；位于隔离层表面，以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。鳍式场效应晶体管，栅极结构对被隔离结构覆盖的鳍部的控制能力较弱，特别是被隔离结构覆盖的鳍部的底部，同时半导体器件的关断状态的漏电流难以控制，为了减小晶体管关断状态下的漏电流，可以采用SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅)技术避免该问题然而，现有技术形成的半导体器件的性能较差。
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：提供衬底；在所述衬底上形成初始鳍部，所述初始鳍部包括牺牲材料层和位于牺牲材料层表面的第一材料层，相邻初始鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽底部暴露出衬底；形成初始鳍部后，在所述第一沟槽内形成第一层；形成第一层后，在所述初始鳍部内形成第二沟槽，所述第二沟槽底部暴露出衬底，且使第二沟槽与第一沟槽之间的牺牲材料层形成牺牲鳍部层，使第二沟槽与第一沟槽之间的第一材料层形成鳍部，鳍部位于牺牲鳍部层的表面；去除牺牲鳍部层，在衬底与鳍部之间形成第一鳍部开口；在所述衬底上和第一鳍部开口内形成隔离结构。可选的，所述初始鳍部的形成方法包括：在所述衬底上形成初始牺牲材料层，所述初始牺牲材料层与衬底材料不同；在所述初始牺牲材料层上形成初始第一材料层，所述初始第一材料层与初始牺牲材料层材料不同；刻蚀所述初始第一材料层和初始牺牲材料层，在衬底上形成初始鳍部，使得所述初始第一材料层形成为第一材料层，使得所述初始牺牲材料层形成为牺牲材料层。可选的，刻蚀所述初始第一材料层和初始牺牲材料层的方法包括：在初始第一材料层上形成第一辅助图形层，所述第一辅助图形层覆盖部分初始第一材料层表面；在第一辅助图形层侧壁形成第一掩膜层；以所述第一辅助图形层和第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始第一材料层和初始牺牲材料层，在衬底上形成初始鳍部，使得所述初始第一材料层形成为第一材料层，使得所述初始牺牲材料层形成为牺牲材料层。可选的，所述第一掩膜层的形成方法包括：在初始第一材料层上形成第一辅助图形层；在所述初始第一材料层表面形成初始第一掩膜层，所述初始第一掩膜层覆盖第一辅助图形层顶部和侧壁；回刻蚀所述初始第一掩膜层，暴露出第一辅助图形层顶部表面，在第一辅助图形层侧壁形成所述第一掩膜层。可选的，所述第二沟槽的形成方法包括：形成第一层后，去除所述第一辅助图形层，暴露出部分初始鳍部表面；去除所述第一辅助图形层后，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始鳍部，形成所述第二沟槽。可选的，所述初始第一材料层与衬底材料相同。可选的，所述衬底的材料为单晶硅。可选的，所述初始牺牲材料层的材料为硅锗。可选的，所述牺牲材料层的厚度为5nm～100nm。可选的，所述第二沟槽的形成方法包括：在所述初始鳍部表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出部分初始鳍部表面；以所述第一掩膜层为掩膜刻蚀所述初始鳍部，在初始鳍部内形成第二沟槽。可选的，所述第一掩膜层的材料包括：氮化硅、氧化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。可选的，所述第一辅助图形层的材料为无定型碳或无定型硅。可选的，所述第一层的材料包括：SiC或GaAs。可选的，所述隔离结构的形成方法包括：形成鳍部后，在所述第二沟槽和第一鳍部开口内形成第一隔离层；形成第一隔离层后，去除所述第一层，暴露出第一沟槽，在所述第一沟槽内形成第二隔离层；形成第二隔离层后，回刻蚀所述第二隔离层和第一隔离层，形成隔离结构。可选的，所述第一层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。可选的，所述隔离结构的形成方法包括：在所述第二沟槽和第一鳍部开口内形成第一隔离层；形成第一隔离层后，回刻蚀所述第一层和第一隔离层，形成隔离结构，且所述隔离结构填充满第一鳍部开口。可选的，还包括：形成初始鳍部后，且在形成第一层前，去除第一沟槽暴露出的初始鳍部内的部分牺牲材料层，在第一沟槽侧壁形成第二鳍部开口，使得所述牺牲材料层形成为第一牺牲层；在所述初始鳍部内形成第二沟槽，所述第二沟槽与第一沟槽之间的第一牺牲层形成为牺牲鳍部层。相应的，本专利技术还提供一种采用上述任意一种方法所形成的半导体器件，包括：衬底；位于衬底上的鳍部，所述鳍部与衬底之间距离第一鳍部开口；位于衬底上的隔离结构，所述隔离结构覆盖部分鳍部侧壁，且所述隔离结构填充满所述第一鳍部开口。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：本专利技术提供的半导体器件的形成方法中，在第一沟槽内形成第一层，第一层在去除牺牲鳍部层后支撑鳍部。第一鳍部开口位于衬底和鳍部之间，在衬底上和第一鳍部开口内形成隔离结构，鳍部与衬底之间具有隔离结构，所述鳍部、隔离结构和衬底形成为绝缘衬底上的硅结构，这种绝缘衬底上的硅结构在常规的单材料衬底上形成，由于单材料衬底价格低廉，成本较低。且这种绝缘衬底上的硅结构和其他制程的集成性好。附图说明图1至图9是本专利技术一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术的半导体器件的性能较差。一种半导体器件的形成方法包括：提供SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、位于硅衬底表面的绝缘氧化层和位于绝缘氧化层表面的单晶硅层；刻蚀所述SOI衬底上的单晶硅层，形成鳍部。上述实施例中的半导体器件，SOI衬底的制作方法为在硅衬底内注入形成掩埋氧化层，工艺复杂，成本高，因此制约了SOI衬底上半导体器件的发展。本专利技术提供的方法中，通过在衬底上形成初始鳍部，所述初始鳍部包括牺牲材料层和位于牺牲材料层表面的第一材料层；在初始鳍部内形成第二沟槽，形成鳍部和牺牲鳍部层，去除牺牲鳍部层，在衬底与鳍部之间形成第一鳍部开口；在所述衬底上和第一鳍部开口内形成隔离结构，从而形成绝缘衬底上的硅半导体器件，所述方法提高了半导体器件的性能。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。图1至图9是本专利技术一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。请参考图1，提供衬底100。所述衬底100的材料为单晶硅。所本文档来自技高网...

【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：/n提供衬底；/n在所述衬底上形成初始鳍部，所述初始鳍部包括牺牲材料层和位于牺牲材料层表面的第一材料层，相邻初始鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽底部暴露出衬底；/n形成初始鳍部后，在所述第一沟槽内形成第一层；/n形成第一层后，在所述初始鳍部内形成第二沟槽，所述第二沟槽底部暴露出衬底，且使第二沟槽与第一沟槽之间的牺牲材料层形成牺牲鳍部层，使第二沟槽与第一沟槽之间的第一材料层形成鳍部，鳍部位于牺牲鳍部层的表面；/n去除牺牲鳍部层，在衬底与鳍部之间形成第一鳍部开口；/n在所述衬底上和第一鳍部开口内形成隔离结构。/n

【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：
提供衬底；
在所述衬底上形成初始鳍部，所述初始鳍部包括牺牲材料层和位于牺牲材料层表面的第一材料层，相邻初始鳍部之间具有第一沟槽，所述第一沟槽底部暴露出衬底；
形成初始鳍部后，在所述第一沟槽内形成第一层；
形成第一层后，在所述初始鳍部内形成第二沟槽，所述第二沟槽底部暴露出衬底，且使第二沟槽与第一沟槽之间的牺牲材料层形成牺牲鳍部层，使第二沟槽与第一沟槽之间的第一材料层形成鳍部，鳍部位于牺牲鳍部层的表面；
去除牺牲鳍部层，在衬底与鳍部之间形成第一鳍部开口；
在所述衬底上和第一鳍部开口内形成隔离结构。


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，所述初始鳍部的形成方法包括：在所述衬底上形成初始牺牲材料层，所述初始牺牲材料层与衬底材料不同；在所述初始牺牲材料层上形成初始第一材料层，所述初始第一材料层与初始牺牲材料层材料不同；刻蚀所述初始第一材料层和初始牺牲材料层，在衬底上形成初始鳍部，使得所述初始第一材料层形成为第一材料层，使得所述初始牺牲材料层形成为牺牲材料层。


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，刻蚀所述初始第一材料层和初始牺牲材料层的方法包括：在初始第一材料层上形成第一辅助图形层，所述第一辅助图形层覆盖部分初始第一材料层表面；在第一辅助图形层侧壁形成第一掩膜层；以所述第一辅助图形层和第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始第一材料层和初始牺牲材料层，在衬底上形成初始鳍部，使得所述初始第一材料层形成为第一材料层，使得所述初始牺牲材料层形成为牺牲材料层。


4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层的形成方法包括：在初始第一材料层上形成第一辅助图形层；在所述初始第一材料层表面形成初始第一掩膜层，所述初始第一掩膜层覆盖第一辅助图形层顶部和侧壁；回刻蚀所述初始第一掩膜层，暴露出第一辅助图形层顶部表面，在第一辅助图形层侧壁形成所述第一掩膜层。


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，所述第二沟槽的形成方法包括：形成第一层后，去除所述第一辅助图形层，暴露出部分初始鳍部表面；去除所述第一辅助图形层后，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述初始鳍部，形成所述第二沟槽。


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，所述初始第一材料层与衬底材料相同。


7.根据权利要求1或6所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述衬底的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王楠，
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