[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

本发明提供一种半导体器件及其形成方法，其形成方法包括：提供衬底，所述衬底上具有鳍部和横跨鳍部的伪栅结构；在所述衬底上形成介质层，所述介质层的顶部表面与所述伪栅结构的顶部表面齐平；去除所述伪栅结构，在所述介质层内形成开口；在所述开口暴露出的所述鳍部的侧壁和顶部形成栅介质层；在所述栅介质层上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成氟离子层。本发明利用氟离子层中的易扩散的氟离子与鳍部中的硅元素之间形成F‑Si键，形成的F‑Si键将栅介质层牢固的结合在鳍部的侧壁和顶部，从而使得栅介质层的可靠性增强，使得半导体器件的稳定性和质量得到提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。器件作为最基本的半导体器件，目前正被广泛应用，传统的平面器件对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应而导致漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。

为了克服器件的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(Fin FET)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件，鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和隔离结构，所述隔离结构覆盖部分所述鳍部的侧壁，且隔离结构表面低于鳍部顶部；位于隔离结构表面，以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。

然而，随着半导体器件的尺寸缩小，器件密度的提高，形成鳍式场效应晶体管的工艺难度增大，且所形成的鳍式场效应晶体管的性能也不稳定。

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：提供衬底，所述衬底上具有鳍部和横跨鳍部的伪栅结构；在所述衬底上形成介质层，所述介质层的顶部表面与所述伪栅结构的顶部表面齐平；去除所述伪栅结构，在所述介质层内形成开口；在所述开口暴露出的所述鳍部的侧壁和顶部上形成栅介质层；在所述栅介质层上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成氟离子层。

可选的，所述氟离子层中氟离子的含量范围为2.0E19 atm/cm³～3.0E21atm/cm³。

可选的，所述氟离子层为含有氟离子的金属层或含有氟离子的氧化层。

可选的，形成所述氟离子层的工艺为化学气相沉积、物理气相沉积或原子层气相沉积。

可选的，在所述牺牲层上形成所述氟离子层之后，还包括：对形成所述氟离子层之后的衬底进行退火处理。

可选的，所述退火处理的工艺参数包括：温度为850℃～1100℃、退火时间为0～10秒。

可选的，在形成所述介质层之前，还包括：所述伪栅结构的侧壁上形成侧墙。

可选的，采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺去除所述伪栅结构。

可选的，所述牺牲层的材料包括：氧化硅、氮化硅、碳化硅或碳氧化硅。

可选的，在所述牺牲层上形成所述氟离子层之后，还包括：去除所述牺牲层和所述氟离子层。

可选的，在所述开口暴露出的所述鳍部的侧壁和顶部上形成所述栅介质层之前，在所述鳍部的侧壁和顶部形成粘附层。

可选的，形成所述伪栅结构之前，还包括：在所述衬底上形成隔离结构，所述隔离结构覆盖所述鳍部的部分侧壁。

相应的，利用上述的形成方法，本发明还提供一种半导体器件，包括：衬底；鳍部，位于所述衬底上；介质层，形成在所述衬底上；开口，位于所述介质层内且暴露出所述鳍部的侧壁和顶部；栅介质层，位于所述鳍部的侧壁和顶部上；牺牲层，位于所述栅介质层上；氟离子层，位于所述牺牲层上。