[发明专利]鳍式场效应晶体管的形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，所述形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有NMOS区域和PMOS区域，PMOS区域上形成有第一鳍部，NMOS区域上形成有第二鳍部；在半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；在第一介质层表面形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极结构；去除位于栅极结构两侧的第一鳍部，在PMOS区域上形成第一凹槽；在所述第一凹槽内沉积第一半导体层，使第一半导体层的表面高于第一介质层表面；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第一介质层上形成第二介质层；去除第二鳍部顶部的部分第二介质层，暴露出第二鳍部的表面；在第二鳍部表面形成第二半导体层。

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的形成方法。

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。

鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件，图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。

如图1所示，包括：半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部11，鳍部11一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；介质层12，覆盖所述半导体衬底10的表面以及鳍部11的侧壁的一部分；栅极结构13，横跨在所述鳍部11上，覆盖所述鳍部11的部分顶部和侧壁，栅极结构13包括栅介质层（图中未示出）和位于栅介质层上的栅电极（图中未示出）。对于鳍式场效应晶体管，鳍部11的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构13相接触的部分都成为沟道区，即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。

所述鳍式场效应晶体管的性能有待进一步的提高。

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的形成方法，提高鳍式场效应晶体管的性能。

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，所述半导体衬底具有NMOS区域和PMOS区域，所述PMOS区域上形成有第一鳍部，所述NMOS区域上形成有第二鳍部；在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；在所述第一介质层表面形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极结构；去除位于所述栅极结构两侧的第一鳍部，在PMOS区域上形成第一凹槽；在所述第一凹槽内沉积第一半导体层，并且使所述第一半导体层的表面高于第一介质层的表面；采用流动性化学气相沉积工艺在所述第一介质层上形成第二介质层，所述第二介质层覆盖第二鳍部和第一半导体层的表面，并填充满所述相邻第一半导体层之间的空隙；去除第二鳍部顶部的部分第二介质层，暴露出第二鳍部的表面；在所述第二鳍部表面形成第二半导体层。

可选的，形成所述第二介质层的方法包括：在所述第一介质层上形成流动性介质材料层，所述流动性介质材料层覆盖第二鳍部和第一半导体层的表面，并填充满所述相邻第一半导体层之间的空隙；对所述流动性介质材料层进行退火处理，形成第二介质层。

可选的，采用旋涂工艺形成所述流动性介质材料层。

可选的，所述流动性介质材料层的材料至少包括硅烷、二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、三甲硅烷基胺、二甲硅烷基胺中的一种。

可选的，所述退火处理在O₂、O₃、NO、H₂O蒸气、N₂、He、Ar中的一种或多种气体下进行，所述气体内至少具有一种含有O的气体。

可选的，所述退火处理的温度为200℃～1200℃。