System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体器件及其形成方法技术_技高网

半导体器件及其形成方法技术

技术编号:41193244 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-07 22:22
本发明专利技术提供一种半导体器件及其形成方法,其半导体器件包括:衬底;位于衬底的若干沿第一方向延伸的鳍部,鳍部包括沿着第一方向排布的若干相互分立的源漏区以及位于相邻源漏区之间的沟道区,第一方向平行于衬底表面,鳍部包括第一区以及位于第一区上的第二区,位于源漏区内的第一区和第二区相互连接;位于沟道区内的埋氧层,埋氧层位于第一区与第二区之间;位于衬底上的隔离层,隔离层的顶部表面低于埋氧层的底部表面;将埋氧层的形成融会到鳍部的形成过程中,将绝缘体上硅的优点与鳍式场效应晶体管的优点相结合起来,工艺不需要进行大量改动,也不需要增加特殊的光罩,工艺简单具有较广大的使用范围,保证最终形成的半导体器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造,尤其涉及一种半导体器件及其形成方法


技术介绍

1、目前,鳍式场效应晶体管(finfet)器件因其自对准结构可由常规的平面cmos工艺来实现,从而成为最有希望的多栅器件。比较主流的鳍式场效应晶体管工艺包括体硅(bulk)-鳍式场效应晶体管和绝缘体上硅(soi)-鳍式场效应晶体管两大类。由于存在埋氧层,在绝缘体上硅衬底上实现鳍式场效应晶体管制作较容易,且源漏之间、器件之间形成自然的电学隔离,可以有效抑制漏电和避免闩锁效应。器件的延迟、动态功耗更低。

2、绝缘体上硅(soi)-鳍式场效应晶体管结合了绝缘体上硅中使用的埋氧层隔绝衬底,可以有效地降低寄生电容和漏电流,而鳍式场效应晶体管的栅极覆盖沟道实现更快的开关时间和更高的电流密度,所以绝缘体上硅(soi)-鳍式场效应晶体管在结构上可达到理论上最好的栅控能力,大大改善短沟道效应,提高器件的驱动电流。

3、然而,目前形成的绝缘体上硅(soi)-鳍式场效应晶体管的性能和工艺有待提高。


技术实现思路

1、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。

2、为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体器件包括:衬底;位于衬底的若干沿第一方向延伸的鳍部,鳍部包括沿着第一方向排布的若干相互分立的源漏区以及位于相邻源漏区之间的沟道区,第一方向平行于衬底表面,鳍部包括第一区以及位于第一区上的第二区,位于源漏区内的第一区和第二区相互连接;位于沟道区内的埋氧层,埋氧层位于第一区与第二区之间;位于衬底上的隔离层,隔离层的顶部表面低于埋氧层的底部表面。

3、可选的,埋氧层的厚度为5nm至20nm。

4、可选的,埋氧层的材料为氧化硅。

5、可选的,衬底包括第一器件区和第二器件区;鳍部分别位于第一器件区上和第二器件上。

6、可选的,第一器件区上的部分第二区的材料为硅锗;第二器件区上的第二区的材料为硅。

7、可选的,还包括:横跨鳍部的栅极结构,栅极结构位于隔离层表面以及沟道区的侧壁和顶部表面;位于栅极结构两侧的鳍部内的源漏掺杂区,源漏掺杂区位于源漏区的第二区内。

8、相应的,本专利技术还提供一种半导体器件的形成方法,包括:形成初始衬底;刻蚀初始衬底形成衬底以及位于衬底上的若干鳍部,鳍部包括沿着第一方向排布的若干相互分立的源漏区以及位于相邻源漏区之间的沟道区,第一方向平行于衬底表面,鳍部包括第一区以及位于第一区上的第二区,位于源漏区内的第一区和第二区相互连接,位于沟道区的第一区和第二区之间的牺牲层;在衬底上形成隔离层,隔离层的顶部表面低于牺牲层的底部表面;形成隔离层之后,去除牺牲层,在沟道区的第一区与第二区之间形成开口;在开口内形成埋氧层。

9、可选的,埋氧层的材料为氧化硅。

10、可选的,形成埋氧层之后,还包括在衬底上形成横跨鳍部的栅极结构,栅极结构位于隔离层表面以及沟道区的侧壁和顶部表面。

11、可选的,形成栅极结构之后,还包括在栅极结构两侧的鳍部内形成源漏掺杂区,源漏掺杂区位于源漏区的第二区内。

12、可选的,在衬底上形成隔离层的步骤包括:在衬底上形成初始隔离层,初始隔离层覆盖第一区的侧壁表面以及部分第二区的侧壁表面;回刻蚀初始隔离层形成隔离层,隔离层的顶部表面低于牺牲层的底部表面。

13、可选的,在衬底上形成初始隔离层之后,在回刻蚀初始隔离层之前,还包括:在初始隔离层未覆盖的部分第二区的侧壁和顶部表面形成保护层。

14、可选的,去除牺牲层之后,在开口内形成埋氧层之前,去除保护层。

15、可选的,衬底包括第一器件区和第二器件区;鳍部分别位于第一器件区上和第二器件上。

16、可选的,初始衬底形成的步骤包括:提供基底,基底包括第一器件区和第二器件区;在基底上形成牺牲层,牺牲层内具有暴露出基底表面的牺牲层开口;在牺牲层表面以及牺牲层开口内形成第一半导体层;刻蚀去除第一器件区上的部分厚度第一半导体层,在第一半导体层内形成第一半导体层凹槽;在第一半导体层凹槽内形成第二半导体层,第二半导体层的顶部表面与第二器件区上的第一半导体层的顶部表面齐平。

17、可选的,牺牲层的厚度为5nm至20nm。

18、可选的,第一半导体层的材料为硅,第二半导体层的材料为硅锗;或者第一半导体层的材料为硅锗,第二半导体层的材料为硅。

19、可选的,第一半导体层的厚度为70nm至80nm,第一半导体层的形成工艺为外延生长工艺。

20、可选的,第二半导体层的厚度为40nm至60nm,第二半导体层的形成工艺为外延生长工艺。

21、可选的,形成鳍部的步骤包括:刻蚀第一器件区的第二半导体层、第二半导体层底部的第一半导体层,第一半导体层底部的牺牲层以及牺牲层底部的部分厚度基底,在第一器件区形成鳍部;刻蚀第二器件区的第一半导体层、第一半导体层底部的牺牲层以及牺牲层底部的部分厚度基底,在第二器件区形成鳍部。

22、与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:

23、本技术方案的形成方法中,刻蚀初始衬底形成衬底和若干鳍部,鳍部包括沿着第一方向排布的若干相互分立的源漏区以及位于相邻源漏区之间的沟道区,鳍部包括第一区以及位于第一区上的第二区,位于源漏区内的第一区和第二区相互连接;在沟道区的第一区和第二区内形成牺牲层;在衬底上形成隔离层,隔离层的顶部表面低于牺牲层的底部表面;去除牺牲层在第一区与第二区之间形成开口,在开口内形成埋氧层;这样去除牺牲层后可以直接在沟道内形成埋氧层,替代了传统需要特定的工艺形成埋氧层,降低了埋氧层的形成难度和减少了对衬底的损伤;同时将埋氧层的形成融会到鳍部的形成过程中,将绝缘体上硅的优点与鳍式场效应晶体管的优点相结合起来,工艺不需要进行大量改动,也不需要增加特殊的光罩,工艺简单具有较广大的使用范围,保证最终形成的半导体器件的性能。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述埋氧层的厚度为5nm至20nm。

3.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述埋氧层的材料为氧化硅。

4.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述衬底包括第一器件区和第二器件区;所述鳍部分别位于所述第一器件区上和所述第二器件上。

5.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,所述第一器件区上的部分所述第二区的材料为硅锗;所述第二器件区上的所述第二区的材料为硅。

6.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括:横跨所述鳍部的栅极结构,所述栅极结构位于所述隔离层表面以及所述沟道区的侧壁和顶部表面;位于所述栅极结构两侧的所述鳍部内的源漏掺杂区,所述源漏掺杂区位于所述源漏区的所述第二区内。

7.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:

8.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述埋氧层的材料为氧化硅。

9.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述埋氧层之后,还包括在所述衬底上形成横跨所述鳍部的栅极结构,所述栅极结构位于所述隔离层表面以及所述沟道区的侧壁和顶部表面。

10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述栅极结构之后,还包括在所述栅极结构两侧的所述鳍部内形成源漏掺杂区,所述源漏掺杂区位于所述源漏区的所述第二区内。

11.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在所述衬底上形成隔离层的步骤包括:

12.如权利要求10所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在所述衬底上形成初始隔离层之后,在回刻蚀所述初始隔离层之前,还包括:

13.如权利要求12所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,去除所述牺牲层之后,在所述开口内形成所述埋氧层之前,去除所述保护层。

14.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述衬底包括第一器件区和第二器件区;所述鳍部分别位于所述第一器件区上和所述第二器件上。

15.如权利要求14所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述初始衬底形成的步骤包括:

16.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述牺牲层的厚度为5nm至20nm。

17.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一半导体层的材料为硅,所述第二半导体层的材料为硅锗;或者所述第一半导体层的材料为硅锗,所述第二半导体层的材料为硅。

18.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第一半导体层的厚度为70nm至80nm,所述第一半导体层的形成工艺为外延生长工艺。

19.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二半导体层的厚度为40nm至60nm,所述第二半导体层的形成工艺为外延生长工艺。

20.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述鳍部的步骤包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述埋氧层的厚度为5nm至20nm。

3.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述埋氧层的材料为氧化硅。

4.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述衬底包括第一器件区和第二器件区;所述鳍部分别位于所述第一器件区上和所述第二器件上。

5.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,所述第一器件区上的部分所述第二区的材料为硅锗;所述第二器件区上的所述第二区的材料为硅。

6.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括:横跨所述鳍部的栅极结构,所述栅极结构位于所述隔离层表面以及所述沟道区的侧壁和顶部表面;位于所述栅极结构两侧的所述鳍部内的源漏掺杂区,所述源漏掺杂区位于所述源漏区的所述第二区内。

7.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括:

8.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述埋氧层的材料为氧化硅。

9.如权利要求7所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述埋氧层之后,还包括在所述衬底上形成横跨所述鳍部的栅极结构,所述栅极结构位于所述隔离层表面以及所述沟道区的侧壁和顶部表面。

10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述栅极结构之后,还包括在所述栅极结构两侧的所述鳍部内形成源漏掺杂区,所述源漏掺杂区位于所述源漏区的所述第二区内。

11.如权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈天锐
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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