[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件及其形成方法，其中方法包括：提供初始半导体衬底；在所述初始半导体衬底中形成凹槽；在所述凹槽中形成隔离层，所述隔离层的顶部表面低于所述初始半导体衬底的顶部表面；在所述凹槽中形成位于隔离层上的初始鳍部层；图形化所述初始鳍部层和初始半导体衬底，形成半导体衬底和位于半导体衬底上的鳍部结构，所述隔离层位于半导体衬底中，所述鳍部结构包括由初始鳍部层形成的第一鳍部以及由初始半导体衬底形成的第二鳍部，第二鳍部位于第一鳍部两侧且与第一鳍部邻接，且第一鳍部位于隔离层上。所述方法使得半导体器件的电学性能得到提高。

技术领域

本发明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。

背景技术

MOS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，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管的工作原理是：通过在栅极结构施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

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。而鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，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表面的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

然而，现有的鳍式场效应晶体管构成的半导体器件的性能仍有待提高。

发明内容

本发明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，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供初始半导体衬底；在所述初始半导体衬底中形成凹槽；在所述凹槽中形成隔离层，所述隔离层的顶部表面低于所述初始半导体衬底的顶部表面；在所述凹槽中形成位于隔离层上的初始鳍部层；图形化所述初始鳍部层和初始半导体衬底，形成半导体衬底和位于半导体衬底上的鳍部结构，所述隔离层位于半导体衬底中，所述鳍部结构包括由初始鳍部层形成的第一鳍部以及由初始半导体衬底形成的第二鳍部，第二鳍部位于第一鳍部两侧且与第一鳍部邻接，且第一鳍部位于隔离层上。

可选的，图形化所述初始鳍部层和初始半导体衬底的方法包括：在部分初始鳍部层和部分初始半导体衬底上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层横跨所述初始鳍部层和初始鳍部层两侧的初始半导体衬底；以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀初始半导体衬底和初始鳍部层，形成所述半导体衬底和所述鳍部结构；形成所述半导体衬底和所述鳍部结构后，去除所述图形化的掩膜层。

可选的，所述凹槽具有相对的第一侧和第二侧，所述凹槽的第一侧和第二侧分别用于形成源区和漏区；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成所述初始鳍部层之前，对所述凹槽第一侧的初始半导体衬底掺杂阻挡离子，在所述凹槽第一侧的初始半导体衬底中形成阻挡层；或者，在形成所述初始鳍部层之前，对所述凹槽第二侧的初始半导体衬底掺杂阻挡离子，在所述凹槽第二侧的初始半导体衬底中形成阻挡层；或者，在形成所述初始鳍部层之前，对所述凹槽第一侧和第二侧的初始半导体衬底掺杂阻挡离子，在所述凹槽第一侧和第二侧的初始半导体衬底中分别形成阻挡层。

可选的，在形成所述隔离层后且在形成所述初始鳍部层之前，形成所述阻挡层。

可选的，所述阻挡离子为碳离子、锗离子、氧离子和氮离子中的任意一种或几种的组合。

可选的，还包括：形成横跨所述第一鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖第一鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；在所述栅极结构两侧的鳍部结构中分别形成源区和漏区；当在所述凹槽第一侧或第二侧的初始半导体衬底中形成阻挡层时，所述源区延伸至阻挡层中，或者所述漏区延伸至阻挡层中；当在所述凹槽第一侧和第二侧的初始半导体衬底中分别形成阻挡层时，所述源区延伸至阻挡层中，且所述漏区延伸至阻挡层中。