[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，方法包括：在第一栅极结构的侧壁、以及第二区上形成第一侧墙膜；在第一区和第二区的第一侧墙膜表面、以及隔离结构上形成第一平坦层，第一区第一平坦层的整个顶部表面低于第一鳍部的顶部表面；在第一平坦层表面、暴露出的第一侧墙膜表面、以及第一鳍部和第一栅极结构上形成第一填充层，第一区第一填充层的整个表面高于第一栅极结构的顶部表面，第一填充层的硬度大于第一平坦层的硬度；在第二区的第一填充层表面形成第一光刻胶层，第一光刻胶层暴露出第一区的第一填充层；以第一光刻胶层为掩膜刻蚀第一填充层、第一鳍部和第一平坦层，在第一鳍部中形成第一凹陷。所述方法提高了半导体器件的性能。

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较差。

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，衬底包括第一区和第二区，衬底第一区上具有第一鳍部和覆盖第一鳍部部分侧壁的隔离结构；在隔离结构上形成第一栅极结构，第一栅极结构横跨第一鳍部、覆盖第一鳍部的部分顶部表面和部分侧壁表面；在第一栅极结构的侧壁、以及第二区上形成第一侧墙膜；在第一区和第二区的第一侧墙膜表面、以及隔离结构上形成第一平坦层，且第一区第一平坦层的整个顶部表面低于第一鳍部的顶部表面；在第一平坦层表面、暴露出的第一侧墙膜表面、以及第一鳍部和第一栅极结构上形成第一填充层，第一区第一填充层的整个表面高于第一栅极结构的顶部表面，第一填充层的硬度大于第一平坦层的硬度；在第二区的第一填充层表面形成第一光刻胶层，且第一光刻胶层暴露出第一区的第一填充层；以第一光刻胶层为掩膜刻蚀第一填充层、第一鳍部和第一平坦层，在第一栅极结构和第一栅极结构侧壁的第一侧墙膜两侧的第一鳍部中形成第一凹陷。

可选的，所述第一填充层包括第一底部抗反射层；所述第一平坦层的材料包括含碳有机聚合物。

可选的，所述第一底部抗反射层的材料包括含硅的碳氧化物。

可选的，所述隔离结构的材料包括氧化硅；所述第一侧墙膜的材料为SiN、SiCN、SiBN或SiON。

可选的，在形成所述第一平坦层之前，所述第一侧墙膜位于隔离结构表面、第一鳍部的侧壁和顶部、第一栅极结构的侧壁和顶部以及第二区上；所述第一平坦层覆盖隔离结构表面的第一侧墙膜、第一鳍部部分侧壁和第一栅极结构部分侧壁的第一侧墙膜、以及第二区的第一侧墙膜；第一区第一填充层的整个表面高于第一栅极结构顶部的第一侧墙膜表面；以所述第一光刻胶层为掩膜刻蚀第一填充层、第一鳍部、第一侧墙膜和第一平坦层，形成所述第一凹陷，且暴露出第一区隔离结构表面。

可选的，形成所述第一平坦层的方法包括：在所述第一区和第二区的第一侧墙膜上形成第一平坦材料层，第一平坦材料层的整个表面高于第一栅极结构顶部的第一侧墙膜表面；回刻蚀所述第一平坦材料层，使第一平坦材料层形成第一平坦层。