[发明专利]半导体器件及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底表面具有介质层，所述介质层表面具有半导体层，所述半导体层内具有暴露出介质层表面的第一开口；

在所述第一开口的侧壁表面形成应力层；

在形成应力层之后，刻蚀位于第一开口两侧的部分半导体层直至暴露出介质层，在所述第一开口两侧分别形成与所述应力层相接触的鳍部；

在所述鳍部两侧的介质层表面分别形成背栅结构和主栅结构，所述背栅结构与所述应力层相接触，所述主栅结构与所述鳍部的侧壁相接触，且所述主栅结构与应力层相对。

2.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述半导体层的材料为硅，所述应力层的材料为硅锗或碳化硅，所述应力层的厚度为5纳米~30纳米。

3.如权利要求2所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述应力层的形成工艺为选择性外延沉积工艺。

4.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一开口的形成工艺为：在半导体层表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层内具有暴露出部分半导体层表面的第二开口；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体层直至暴露出介质层为止。

5.如权利要求4所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述鳍部的形成工艺为：在形成应力层之后，扩大所述第二开口的尺寸，并暴露出所述第二开口底部的半导体层表面；在扩大所述第二开口的尺寸之后，在所述第一开口和第二开口内形成第二掩膜层，所述第二掩膜层的材料与第一掩膜层的材料不同；去除所述第一掩膜层，并以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体层直至暴露出介质层为止，并去除所述第二掩膜层。

6.如权利要求5所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述扩大所述第二开口的尺寸的工艺为各向同性的湿法刻蚀工艺。

7.如权利要求5所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层的材料氮化硅，所述第二掩膜层的材料为氮氧化硅、氧化硅或有机材料。

8.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述鳍部与主栅结构相接触的侧壁表面的晶面为（111）。

9.如权利要求8所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述刻蚀位于第一开口两侧的部分半导体层的工艺包括：各向异性的干法刻蚀工艺、以及所述各向异性的干法刻蚀工艺之后的各向异性的湿法刻蚀工艺。

10.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述背栅结构和主栅结构的形成工艺为：在所述介质层表面、鳍部的侧壁和顶部表面、以及应力层表面形成栅极结构层；去除高于所述鳍部顶部表面的栅极结构层，在所述鳍部两侧的介质层表面分别形成背栅结构和主栅结构。

11.如权利要求10所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述栅极结构层包括栅介质层、以及位于所述栅介质层表面的栅电极层。

12.如权利要求11所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅或氮氧化硅，所述栅电极层的材料为多晶硅；所述栅介质层的材料为高K介质材料，所述栅电极层的材料为金属。

13.如权利要求10所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述去除高于鳍部顶部表面的栅极结构层的工艺为化学机械抛光工艺或回刻蚀工艺。

14.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，在所述主栅结构两侧的鳍部内形成源区和漏区。

15.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述鳍部的宽度为5纳米~20纳米。

16.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一开口的宽度为20纳米~200纳米。

17.如权利要求1所述半导体器件的形成方法，其特征在于，所述基底的材料为硅，所述介质层的材料为氧化硅。

18.一种采用如权利要求1至17任一项所述的方法所形成的半导体器件，其特征在于，包括：基底；位于所述基底表面的介质层；位于所述介质层表面的鳍部；位于所述鳍部一侧的侧壁表面的应力层；位于所述鳍部两侧的介质层表面的背栅结构和主栅结构，所述背栅结构与所述应力层相接触，所述主栅结构与所述鳍部的侧壁相接触，且所述主栅结构与应力层相对。