[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括PMOS区域和NMOS区域；在PMOS区域上形成第一鳍部，在NMOS区域上形成第二鳍部；在半导体衬底表面形成低于第一鳍部和第二鳍部表面的隔离层；在第一鳍部表面形成功函数调整层；同时形成跨第一鳍部的第一栅极结构和横跨第二鳍部的第二栅极结构；在所述第一栅极结构两侧的第一鳍部内形成第一源漏极，在所述第二栅极结构两侧的第二鳍部内形成第二源漏极。上述方法可以降低形成鳍式场效应晶体管的栅极结构的工艺难度，减少工艺步骤。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅（gate-last）工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管（Fin FET）作为一种多栅器件得到了广泛的关注。

由于N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管对栅极功函数的要求不同，P型鳍式场效应晶体管要求的栅极功函数大于N型鳍式场效应晶体管要求的栅极功函数，通常需要分别形成N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管的栅极结构，以满足N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管各自对功函数的要求，所以工艺步骤较为复杂。

在鳍式场效应晶体管的形成过程中，由于鳍式场效应晶体管为三维立体的器件结构，所以，形成鳍式场效应晶体管的栅极结构形成难度较大。由于N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管需要的功函数层的材料不同，形成型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管的栅极结构的难度进一步增加。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，所述鳍式场效应晶体管可以降低形成鳍式场效应晶体管的栅极结构的工艺难度，减少工艺步骤。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括PMOS区域和NMOS区域；在所述PMOS区域上形成第一鳍部，在NMOS区域上形成第二鳍部；在半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的表面；在第一鳍部表面形成功函数调整层，用于降低PMOS区域上待形成的鳍式场效应晶体管所需要的栅极功函数的数值；同时形成功函数调整层表面且横跨第一鳍部的第一栅极结构、横跨第二鳍部的第二栅极结构，所述第一栅极结构包括第一栅介质层、位于第一栅介质层表面的第一功函数层、位于第一功函数层表面的第一栅极，所述第二栅极结构包括第二栅介质层、位于第二栅介质层表面的第二功函数层、位于第二功函数层表面的第二栅极，所述第一功函数层和第二功函数层的功函数相同；在所述第一栅极结构两侧的第一鳍部内形成第一源漏极，在所述第二栅极结构两侧的第二鳍部内形成第二源漏极。

可选的，所述功函数调整层的材料为锗化硅。

可选的，所述功函数调整层中锗的含量为30%～70%。

可选的，所述功函数调整层的厚度为2nm～5nm。

可选的，形成所述功函数调整层的工艺为选择性外延工艺。

可选的，所述第一栅极结构、第二栅极结构、第一源漏极和第二源漏极的形成方法包括：在所述功函数调整层和第二鳍部表面形成牺牲氧化层；形成位于所述牺牲氧化层表面的横跨第一鳍部的第一伪栅极和横跨第二鳍部的第二伪栅极；在所述第一伪栅极和第二伪栅极两侧形成侧墙；在所述第一伪栅极两侧的第一鳍部内形成第一源漏极，在所述第二伪栅极两侧的第二鳍部内形成第二源漏极；在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层的表面与第一伪栅极、第二伪栅极的表面齐平；去除所述第一伪栅极、第二伪栅极以及第一伪栅极与第二伪栅极下方的牺牲氧化层，在PMOS区域上形成第一凹槽，在NMOS区域上形成第二凹槽；在所述第一凹槽内形成第一栅极结构，同时在第二凹槽内形成第二栅极结构。