[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：

提供衬底，所述衬底具有第一区和第二区；

形成位于第一区的多个第一栅极、位于第二区的多个第二栅极；

形成位于所述第一栅极两侧衬底中的第一凹槽、位于第二栅极两侧衬底中的第二凹槽，第一凹槽的分布密度小于第二凹槽的分布密度，第一凹槽底部至衬底表面的距离大于第二凹槽底部至衬底表面的距离；

在所述第一凹槽中外延生长第一半导体材料、在所述第二凹槽中外延生长第二半导体材料，所述第一半导体材料、第二半导体材料高出衬底表面，第一凹槽底部与第二凹槽底部至衬底表面的距离差确保：高出衬底表面的第一半导体材料上表面、第二半导体材料上表面持平。

2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽为碗状凹槽或sigma形凹槽。

3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽为sigma形凹槽，形成所述sigma形凹槽的方法包括：

使用干法刻蚀工艺，刻蚀所述第一栅极两侧衬底形成第一碗状凹槽、刻蚀第二栅极两侧衬底形成第二碗状凹槽，第一碗状凹槽底部至衬底表面的距离大于第二碗状凹槽底部至衬底表面的距离；

使用湿法刻蚀法刻蚀所述第一碗状凹槽、第二碗状凹槽，形成sigma形凹槽。

4.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽、第二凹槽为碗状凹槽，形成碗状凹槽的方法包括：

使用干法刻蚀工艺，在所述第一栅极两侧衬底中形成第一碗状凹槽、在第二栅极两侧衬底中形成第二碗状凹槽，第一碗状凹槽底部至衬底表面的距离大于第二碗状凹槽至衬底表面的距离。

5.如权利要求3或4所述的形成方法，其特征在于，在所述干法刻蚀工艺中，使用的刻蚀气体包括CH₂F₂、CH₃F、CF₄、CHF₃、NF₃、O₂、Cl₂、HCl和HBr的混合气体，其中，CH₂F₂、CH₃F的流量大于CF₄、CHF₃、NF₃、O₂、Cl₂、HCl和HBr的流量，确保第一碗状凹槽底部至衬底表面的距离大于第二碗状凹槽底部至衬底表面的距离。

6.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，CH₂H₂、CH₃F的流量范围为大于等于20sccm小于等于2000sccm，CF₄、CHF₃、NF₃、O₂、Cl₂、HCl和HBr的流量的范围为小于等于500sccm，所述干法刻蚀的时间范围为大于等于5s小于等于200s。

7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽底部至衬底表面的距离，与第二凹槽底部至衬底表面的距离之间的差值范围为大于等于3nm小于等于30nm。

8.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第一凹槽、第二凹槽的方法包括：

进行第一刻蚀，刻蚀第一栅极两侧的衬底形成第一凹槽，之后，进行第二刻蚀，刻蚀第二栅极两侧的衬底形成第二凹槽；或者，

进行第一刻蚀，刻蚀第二栅极两侧的衬底形成第二凹槽，之后，进行第二刻蚀，刻蚀第一栅极两侧的衬底形成第一凹槽。

9.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一半导体材料、第二半导体材料为锗硅；或者，所述第一半导体材料、第二半导体材料为碳硅。

10.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一栅极、第二栅极为前栅工艺中的栅极。