鳍式场效应晶体管的形成方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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】
[0006]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。
[0007]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，以及位于所述PMOS区域上的第一鳍部和NMOS区域上的第二鳍部，所述半导体衬底上还具有表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶部表面的第一介质层；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；在第一介质层上形成覆盖第一鳍部和第二鳍部的第二介质层；去除栅极结构两侧的第一鳍部顶部的第二介质层，暴露出所述第一鳍部的顶部表面；在所述第一鳍部表面形成第一半导体层，所述第一半导体层的顶部高度小于栅极结构的高度；去除栅极结构两侧的第二鳍部顶部的第二介质层，暴露出第二鳍部的顶部表面；在所述第二鳍部表面形成第二半导体层，所述第二半导体层的高度小于栅极结构的高度。
[0008]可选的，所述第一半导体层和第二半导体层的顶部距离半导体衬底表面的距离相同。
[0009]可选的，采用流动性化学气相沉积工艺形成所述第二介质层。
[0010]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一鳍部和第二鳍部；对所述流动性介质材料层进行退火处理，形成第二介质层。[0011 ] 可选的，采用旋涂工艺形成所述流动性介质材料层。
[0012]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。
[0013]可选的，所述退火处理在02、03、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。
[0014]可选的，所述退火处理的温度为200°C?1200°C。
[0015]可选的，还包括:在暴露出所述第一鳍部的顶部表面之后，去除所述第一鳍部，在所述半导体衬底表面形成凹槽，在所述凹槽内形成第一半导体层，且所述第一半导体层的表面高于第二介质层的表面。
[0016]可选的，还包括，在形成所述第二半导体层之前，采用氧化工艺或原子层沉积工艺在第一半导体层表面形成氧化层。
[0017]可选的，所述氧化层的材料为氧化硅。
[0018]可选的，采用选择性外延工艺形成所述第一半导体层，所述第一半导体层具有压应力。
[0019]可选的，所述第一半导体层的材料为锗化硅。
[0020]可选的，所述第一半导体层的形状为正八面体形。
[0021]可选的，采用选择性外延工艺形成所述第二半导体层，所述第二半导体层具有张应力。
[0022]可选的，所述第二半导体层的材料为硅或碳化硅。
[0023]可选的，所述第二半导体层的形状为正八面体形。
[0024]可选的，还包括在所述栅极结构表面以及第一鳍部和第二鳍部表面形成刻蚀阻挡层。
[0025]可选的，在形成所述第一半导体层的过程中，对所述第一半导体层进行第一原位掺杂，所述第一原位掺杂的掺杂离子为P型离子。
[0026]可选的，在形成所述第二半导体层的过程中，对所述第二半导体层进行第二原位掺杂，所述第二原位掺杂的掺杂离子为N型离子。
[0027]可选的，还包括:对所述栅极结构两侧的第二鳍部内进行轻掺杂离子注入和重掺杂离子注入，所述轻掺杂离子注入和重掺杂离子注入的掺杂离子为N型离子。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]本发明的技术方案，在半导体衬底表面形成第一介质之后，在所述第一介质层上形成第二介质层，然后去除所述第一鳍部顶部的第二介质层，在所述第一鳍部表面形成第二半导体层；去除第二鳍部顶部的第二介质层，在第二鳍部顶部形成第二半导体层，由于所述第一半导体层和第二半导体层的高度要小于栅极结构的高度，并且所述第一半导体层和第二半导体层位于第二介质层上方，所述第二介质层降低了可以形成的第一半导体层和第二半导体层的尺寸，从而可以避免相邻的第一半导体层和第二半导体层之间发生桥连现象，产生漏电等问题而影响器件的性能。
[0030]进一步的，通过流动性化学气相沉积工艺在第一介质层上形成第二介质层，所述流动性化学气相沉积工艺具有较高的沉积质量，可以避免在相邻的第一鳍部和第二鳍部之间形成空洞。
[0031]进一步，本发明的技术方案在形成所述第一半导体层之后，在所述第一半导体层表面形成氧化层，可以在后续形成第二半导体层的过程中，保护所述第一半导体层，避免在所述第一半导体层表面外延形成第二半导体层的材料。
【附图说明】
[0032]图1是本发明的现有技术形成的鳍式场效应晶体管的结构示意图；
[0033]图2至图14是本发明的实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]如【背景技术】中所述，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能有待进一步的提闻。
[0035]研究发现，对所述鳍式场效应晶体管的源极和漏极区域进行离子注入，形成源极和漏极容易对所述源极和漏极区域内造成较多的缺陷，并且由于所述鳍式场效应管的鳍部尺寸都较小，更容易对形成的鳍式场效应晶体管的性能造成影响。
[0036]采用原位掺杂工艺在所述鳍式场效应晶体管鳍部上形成的源极和漏极可以减少离子注入对鳍部造成的损伤，但是由于鳍式场效应晶体管的尺寸逐渐缩小，相邻的N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管的鳍部之间的间距较小，所述N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管的鳍部上的外延层之间可能会出现桥连，导致所述N型鳍式场效应晶体管和P型鳍式场效应晶体管之间产生漏电。
[0037]本发明的实施例中，通过外延工艺形成所述源极和漏极，所述源极和漏极之间的距离较大，不会产生桥连，影响器件的性能。
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0039]请参考图2，提供半导体衬底100，所述半导体衬底