[发明专利]鳍式场效应晶体管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。

背景技术

MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过沟道区域的电流来产生开关信号。但当半导体技术进入45纳米以下节点时，传统的平面式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（Fin FET）是一种新兴的多栅器件，它一般包括具有高深宽比的半导体鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁的栅极结构，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。

在鳍式场效应晶体管的制备过程中，通常会形成嵌入式源区和漏区（Embedded source/drain）。请参考图1，图1为现有技术形成的鳍式场效应晶体管的剖面结构示意图，包括：半导体衬底100；位于所述半导体衬底100上的凸起的鳍部102；位于所述半导体衬底100表面且覆盖部分所述鳍部102侧壁的介质层101；位于所述鳍部102内的源/漏区103；位于所述源/漏区103上的嵌入式源/漏区104。所述嵌入式源/漏区104通常用于在所述鳍式场效应晶体管的沟道区域引入应力，提高载流子迁移率；以及用于增大源/漏区103的体积，有利于后续源/漏区金属插塞的形成。

所述嵌入式源/漏区104通常采用选择性外延工艺形成，但由于在外延工艺中，半导体材料在不同晶面上的生长速度不同，例如硅材料在（111）晶面的生长速度小于其他晶面的生长速度，造成后续形成的嵌入式源/漏区104的形状与源/漏区103的矩形形状不同，例如图1中的嵌入式源/漏区104剖面为菱形。请参考图2，随着半导体工艺尺寸的减小，鳍式场效应晶体管中两个鳍部102之间的距离越来越近，且嵌入式源/漏区104的形状不规则，有可能导致位于相邻鳍部102上的嵌入式源/漏区104相互接触，形成接触区域105，造成漏电流。

因此现有技术的两个相邻鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间容易接触，造成漏电流。

其他有关鳍式场效应晶体管嵌入式源区和漏区的形成方法还可以参考公开号为US2012171832A1的美国专利申请。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术相邻鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间容易接触，造成漏电流。

为解决上述问题，本发明提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸起的鳍部，位于所述鳍部上的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区；在所述源区和漏区上形成半导体外延层，所述半导体外延层表面具有棱角和凸出的尖端；氧化所述棱角和凸出的尖端，形成氧化层；去除所述氧化层。

可选的，氧化所述棱角和凸出的尖端的工艺为硫酸和双氧水混合溶液氧化。

可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液中硫酸的体积百分比为30%~70%。

可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液中硫酸的体积百分比为50%。

可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液的温度高于150摄氏度。

可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液的温度为180摄氏度。

可选的，所述氧化所述棱角和凸出的尖端的工艺为等离子体氧化。

可选的，所述等离子氧化工艺采用氧气等离子体。

可选的，去除所述氧化层的工艺为氢氟酸溶液刻蚀。

可选的，所述氢氟酸溶液刻蚀工艺包括，在所述氧化层表面喷涂去离子水；通入HF气体，所述HF气体与所述去离子水形成氢氟酸溶液，刻蚀所述氧化层；重复上述喷涂去离子水和通入HF气体的步骤，直至去除所述氧化层。

可选的，还包括：在所述源区和漏区上形成半导体外延层前，刻蚀部分所述源区和漏区。

可选的，所述半导体外延层的材料为硅。

可选的，所述半导体外延层的材料为锗硅。

可选的，所述半导体外延层的材料为碳化硅。

可选的，所述半导体外延层掺杂有N型杂质。

可选的，所述半导体外延层掺杂有P型杂质。

可选的，氧化所述棱角和凸出的尖端的厚度为3nm~30nm。

可选的，氧化所述棱角和凸出的尖端的厚度为20nm。

可选的，还包括位于所述半导体衬底表面的浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构覆盖部分所述鳍部的侧壁，所述浅沟槽隔离结构的顶表面低于所述鳍部的顶表面。

可选的，在所述源区和漏区上形成半导体外延层的工艺为化学气相沉积或者分子束外延。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：