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；对第一初始掺杂层的顶部进行凹槽处理工艺以形成第一掺杂层，所述第一掺杂层顶部具有凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的剖面形状为“V”形；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；对第一初始掺杂层的顶部进行凹槽处理工艺以形成第一掺杂层，所述第一掺杂层顶部具有凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的剖面形状为“V”形；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，第一初始掺杂层包括中间区域和位于中间区域周围的边缘区域；所述半导体器件的形成方法还包括：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：以第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一初始掺杂层，以第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一初始掺杂层的工艺对中间区域的刻蚀速率大于对边缘区域的刻蚀速率，使第一初始掺杂层形成所述第一掺杂层；去除第一掺杂层侧壁的第一鳍侧墙。可选的，以第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一初始掺杂层的工艺为干刻工艺，参数包括：采用的气体包括CH3F、O2和Ar，CH3F的流量为150sccm～200sccm，O2的流量为20sccm～50sccm，Ar的流量为100sccm～150sccm，源射频功率为200瓦～1000瓦，偏置射频功率为500瓦～1000瓦，腔室压强为2mtorr～10mtorr。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，所述凹陷在第一鳍部宽度方向上的剖面内，所述凹陷具有底点和位于底点两侧的顶点，顶点的高度至底点的高度逐渐降低。可选的，所述顶点至底点的高度占据第一初始掺杂层厚度的20％～100％。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，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和第一金属硅化物层。可选的，还包括：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、隔离层、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。可选的，第一区用于形成N型晶体管，第二区用于形成P型晶体管。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，所述第一掺杂层顶部具有凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的剖面形状为“V”形；位于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的第一金属硅化物层。可选的，所述凹陷在第一鳍部宽度方向上的剖面内，所述凹陷具有底点和位于底点两侧的顶点，顶点的高度至底点的高度逐渐降低。可选的，所述顶点至底点的高度占据顶点至第一掺杂层底部表面高度的20％～100％。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，对第一初始掺杂层进行凹槽处理工艺以形成第一掺杂层，第一掺杂层顶部具有凹槽，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。所述凹槽在第一鳍部宽度方向上的剖面形状为“V”，因此使凹槽侧壁的面积较大，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，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，第一掺杂层顶部具有凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的剖面形状为“V”，因此使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。附图说明图1至图20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，现有技术形成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：提供半导体衬底，半导体衬底上具有鳍部；在半导体衬底上形成横跨鳍部的栅极结构；在栅极结构两侧的鳍部的鳍部中形成源漏掺杂层；在源漏掺杂层和栅极结构上形成层间介质层；在栅极结构两侧的层间介质层中形成暴露出源漏掺杂层侧壁表面和顶部表面的开口；刻蚀开口底部的源漏掺杂层，在源漏掺杂层中形成凹槽；之后，在源漏掺杂层侧壁和顶部表面形成金属硅化物层；形成金属硅化物层后，在开口中形成插塞。然而，上述方法形成的半导体器件的性能较差，经研究发现，原因在于：所述金属硅化物层的作用为降低源漏掺杂层和插塞之间的接触势垒。在开口底部的源漏掺杂层中形成凹槽，以增加开口暴露出的源漏掺杂层的总表面，进而增加金属硅化物层和源漏掺杂层接触的面积。在刻蚀开口底部的源漏掺杂层之前，开口暴露出源漏掺杂层侧壁本文档来自技高网...

【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；对第一初始掺杂层的顶部进行凹槽处理工艺以形成第一掺杂层，所述第一掺杂层顶部具有凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的剖面形状为“V”形；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；对第一初始掺杂层的顶部进行凹槽处理工艺以形成第一掺杂层，所述第一掺杂层顶部具有凹槽，所述凹槽在第一鳍部宽度方向的剖面形状为“V”形；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，所述第一初始掺杂层包括中间区域和位于中间区域周围的边缘区域；所述半导体器件的形成方法还包括：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：以第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一初始掺杂层，以第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一初始掺杂层的工艺对中间区域的刻蚀速率大于对边缘区域的刻蚀速率，使第一初始掺杂层形成所述第一掺杂层；去除第一掺杂层侧壁的第一鳍侧墙。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，以第一鳍侧墙为掩膜刻蚀第一初始掺杂层的工艺为干刻工艺，参数包括：采用的气体包括CH3F、O2和Ar，CH3F的流量为150sccm～200sccm，O2的流量为20sccm～50sccm，Ar的流量为100sccm～150sccm，源射频功率为200瓦～1000瓦，偏置射频功率为500瓦～1000瓦，腔室压强为2mtorr～10mtorr。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；所述第一初始掺杂层的材料包括具有第一导电离子的硅或碳硅。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，所述第一鳍侧墙的厚度为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，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。7.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，所述凹陷在第一鳍部宽度方向上的剖面内，所述凹陷具有底点和位于底点两侧的顶点，顶点的高度至底点的高度逐渐降低。8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述顶点至底点的高度占据第一初始掺杂层厚度的20％～100％。9.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述顶点至所述底点的连线呈直线；或者，所述顶点至所述底点的连线呈弧线，所弧线向第一掺杂层内凹进。10.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...

【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