[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，其形成方法包括：提供衬底，衬底包括第一区，第一区上具有第一源掺杂层，第一源掺杂层内具有第一掺杂离子；在第一源掺杂层内形成若干开口，开口的底部暴露出第一区的衬底的表面；在暴露出的第一区的所述衬底的表面上形成沟道柱，沟道柱包括位于开口内且侧壁被第一源掺杂层覆盖的第二部分和位于第二部分上的第一部分；对沟道柱的第二部分进行离子掺杂形成第二源掺杂层，所述第二源掺杂层内具有第二掺杂离子，第二掺杂离子的离子浓度小于第一掺杂离子的离子浓度，第二掺杂离子的离子类型与所述第一掺杂离子的离子类型相同；本发明的形成方法使得形成的半导体器件的性能得到提高。

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

鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它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的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。与平面式的金属-氧化物半导体场效应晶体管相比，鳍式场效应晶体管具有更强的短沟道抑制能力，具有更强的工作电流。

随着半导体技术的进一步发展，集成电路器件的尺寸越来越小，传统的鳍式场效应晶体管在进一步增大工作电流方面存在限制。具体的，由于鳍部中只有靠近顶部表面和侧壁的区域用来作为沟道区，使得鳍部中用于作为沟道区的体积较小，这对增大鳍式场效应晶体管的工作电流造成限制。因此，提出了一种沟道栅极环绕(gate-all-around，简称GAA)结构的鳍式场效应晶体管，使得用于作为沟道区的体积增加，进一步的增大了沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的工作电流。

然而，现有技术中沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的性能有待提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提升沟道栅极环绕结构鳍式场效应晶体管的性能。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区，所述第一区上具有第一源掺杂层，所述第一源掺杂层内具有第一掺杂离子；在所述第一源掺杂层内形成若干开口，所述开口的底部暴露出所述第一区的所述衬底的表面；在暴露出的所述第一区的所述衬底的表面上形成沟道柱，所述沟道柱包括位于所述开口内且侧壁被所述第一源掺杂层覆盖的第二部分和位于第二部分上的第一部分；对所述沟道柱的第二部分进行离子掺杂形成第二源掺杂层，所述第二源掺杂层内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子的离子浓度小于第一掺杂离子的离子浓度，所述第二掺杂离子的离子类型与所述第一掺杂离子的离子类型相同。

可选的，所述第二掺杂离子的离子浓度为1.0E20atom/cm³～8.0E21aotm/cm³。

可选的，所述第二掺杂离子的掺杂工艺包括原位掺杂。

可选的，所述衬底还包括第二区，所述第一区与所述第二区相邻，所述第二区上具有第三源掺杂层，所述第三源掺杂层内具有第三掺杂离子。

可选的，在所述第一源掺杂层内形成所述开口的步骤包括：在所述第一源掺杂层上和所述第三源掺杂层形成若干分立的初始沟道柱；在所述衬底上形成初始隔离层，所述初始隔离层覆盖所述第一源掺杂层、第三源掺杂层、所述初始沟道柱；去除所述第一区的所述初始沟道柱及位于所述初始沟道柱底部的所述第一源掺杂层，至暴露出所述第一区的所述衬底表面，在所述第一源掺杂层内形成所述开口。

可选的，所述初始沟道柱和所述沟道柱采用非相同材料。

可选的，所述第三掺杂离子的离子类型与所述第一掺杂离子的离子类型相反。

可选的，在形成所述第二源掺杂层之后，还包括：去除部分厚度的所述初始隔离层，形成覆盖所述沟道柱和所述初始沟道柱的部分侧壁的隔离层，所述隔离层的顶部表面低于所述初始沟道柱和所述沟道柱的顶部表面。