[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210214114.7
• 申請(qǐng)日: 2012-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103515420A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂火金;劉佳磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/423
• 分類號(hào): H01L29/423;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件的元件密度和集成度的提高，晶體管的柵極尺寸也越來(lái)越短。然而，晶體管的柵極尺寸變短會(huì)使晶體管產(chǎn)生短溝道效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

為了克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Fin?FET），請(qǐng)參考圖1，是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

半導(dǎo)體襯底10；位于所述半導(dǎo)體襯底10上凸出的鰭部14，所述鰭部14一般是通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體襯底10刻蝕后得到的；覆蓋所述半導(dǎo)體襯底10表面以及鰭部14側(cè)壁的一部分的介質(zhì)層11，所述介質(zhì)層11的表面低于所述鰭部14的頂部；橫跨所述鰭部14的頂部和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)12，所述柵極結(jié)構(gòu)12包括柵介質(zhì)層（未示出）和位于所述柵介質(zhì)層上的柵電極（未示出）。需要說(shuō)明的是，對(duì)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，鰭部14的頂部以及兩側(cè)的側(cè)壁與柵極結(jié)構(gòu)12相接觸的部分成為溝道區(qū)。

然而隨著工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步縮小，現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流較大、驅(qū)動(dòng)電流較小、性能不佳。

更多的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管請(qǐng)參考專利號(hào)為US?7317230?B2的美國(guó)專利文件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體器件及形成方法，以提高驅(qū)動(dòng)電流，減小鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流，提高器件性能。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有若干溝槽；位于所述溝槽內(nèi)的絕緣層，所述絕緣層的表面與半導(dǎo)體襯底表面齊平；位于相鄰溝槽之間的半導(dǎo)體襯底表面的鰭部，所述鰭部包括：位于外層的第一子鰭部，以及由第一子鰭部包裹的第二子鰭部，所述第二子鰭部的材料的晶格常數(shù)大于所述第一子鰭部。

可選地，所述第一子鰭部的材料為硅或硅鍺。

可選地，當(dāng)所述第一子鰭部的材料為硅時(shí)，所述第二子鰭部的材料為硅鍺或硅鍺錫；當(dāng)所述第一子鰭部的材料為硅鍺時(shí)，所述第二子鰭部的材料為鍺或鍺錫。

可選地，所述第一子鰭部的厚度為所述第二子鰭部的厚度為

可選地，所述絕緣層的材料為氧化硅或氮化硅。

可選地，還包括：橫跨所述鰭部的頂部和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)；位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部的源/漏區(qū)。

可選地，所述柵極結(jié)構(gòu)包括橫跨所述第一子鰭部的頂部和側(cè)壁的柵介質(zhì)層、以及位于所述柵介質(zhì)層表面的柵電極層。

可選地，所述柵介質(zhì)層的材料為氧化硅或高K介質(zhì)，所述柵電極層的材料為多晶硅或金屬。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有若干溝槽，所述溝槽內(nèi)具有絕緣層，所述絕緣層的表面與半導(dǎo)體襯底表面齊平，相鄰所述溝槽之間的半導(dǎo)體襯底表面具有第一子鰭部層；在所述半導(dǎo)體襯底、絕緣層和第一子鰭部層表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出需要形成第二子鰭部的對(duì)應(yīng)位置的第一子鰭部層表面；以所述掩膜層為掩膜，去除部分厚度的第一子鰭部層，形成開(kāi)口；在所述開(kāi)口內(nèi)形成第二子鰭部，所述第二子鰭部的表面低于所述第一子鰭部層的頂部，所述第二子鰭部的材料的晶格常數(shù)大于所述第一子鰭部層；在所述第二子鰭部表面覆蓋半導(dǎo)體材料直至與第一子鰭部層頂部齊平，所覆蓋的半導(dǎo)體材料和第一子鰭部層形成第一子鰭部，所述半導(dǎo)體材料與所述第一子鰭部層的材料一致；在形成第一子鰭部后，去除掩膜層。

可選地，所述第一子鰭部的材料為硅或硅鍺。

可選地，當(dāng)所述第一子鰭部的材料為硅時(shí)，所述第二子鰭部的材料為硅鍺或硅鍺錫；當(dāng)所述第一子鰭部的材料為硅鍺時(shí)，所述第二子鰭部的材料為鍺或鍺錫。

可選地，所述第一子鰭部的厚度為所述第二子鰭部的厚度為

可選地，所述第二子鰭部以及在所述第二子鰭部表面覆蓋半導(dǎo)體材料的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

可選地，所述在所述第二子鰭部表面覆蓋半導(dǎo)體材料的選擇性外延生長(zhǎng)工藝為溫度為500~800℃，氣壓為1托~100托，反應(yīng)氣體包括：硅源氣體、HCl、B₂H₆、H₂，其中硅源氣體、HCl和B₂H₆的流量為1sccm~1000sccm，H₂的流量為0.1slm~50slm。

可選地，所述掩膜層的材料為氮化硅。