[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，其中方法包括：提供半导体衬底，半导体衬底上具有鳍部和横跨所述鳍部的栅极结构，栅极结构覆盖部分鳍部的顶部表面和侧壁；在栅极结构两侧侧壁形成牺牲侧墙；形成覆盖牺牲侧墙侧壁的第二侧墙，牺牲侧墙和第二侧墙覆盖的鳍部为负遮盖区；在栅极结构、牺牲侧墙和第二侧墙一侧的鳍部中形成源区，在栅极结构、牺牲侧墙和第二侧墙另一侧的鳍部中形成漏区；在半导体衬底和鳍部上形成覆盖第二侧墙侧壁的层间介质层后，去除栅极结构和源区之间的牺牲侧墙，形成开口；形成填充满所述开口的第一侧墙，第一侧墙的介电常数大于第二侧墙的介电常数且大于牺牲侧墙的介电常数。所述方法能减小寄生电容且提升具有驱动电流。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

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晶体管通过在栅极施加电压，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。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。

形成鳍式场效应晶体管的方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有凸起的鳍部和横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁；在栅极结构两侧侧壁形成侧墙；以侧墙和栅极结构为掩膜对栅极结构两侧的鳍部进行离子注入形成重掺杂的源区和漏区。

随着特征尺寸进一步缩小，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能较差。

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及其形成方法，以减小栅极结构和源区、漏区之间的寄生电容的同时提升具有负遮盖区的鳍式场效应晶体管的驱动电流。

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，所述半导体衬底上具有鳍部和横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分鳍部的顶部表面和侧壁；在所述栅极结构两侧侧壁形成牺牲侧墙；形成覆盖所述牺牲侧墙侧壁的第二侧墙，所述牺牲侧墙和第二侧墙覆盖的鳍部为负遮盖区；在所述栅极结构、牺牲侧墙和第二侧墙一侧的鳍部中形成源区，在所述栅极结构、牺牲侧墙和第二侧墙另一侧的鳍部中形成漏区；在所述半导体衬底和所述鳍部上形成覆盖所述第二侧墙侧壁的层间介质层后，去除所述栅极结构和源区之间的牺牲侧墙，形成开口；形成填充满所述开口的第一侧墙，所述第一侧墙的介电常数大于第二侧墙的介电常数且大于牺牲侧墙的介电常数。

可选的，所述第一侧墙的介电常数为10～50。

可选的，所述第一侧墙的材料为HfO₂、HfSiON或HfAlO₂。

可选的，形成所述第一侧墙的工艺为旋转涂覆工艺。

可选的，所述牺牲侧墙的介电常数为1.5～5，所述第二侧墙的介电常数为1.5～5，且所述第二侧墙的材料不同于牺牲侧墙的材料。

可选的，所述牺牲侧墙的材料为不定型碳或氧化硅。

可选的，所述第二侧墙的材料为氮化硅或氮氧化硅。

可选的，去除所述栅极结构和源区之间的牺牲侧墙的工艺为干刻工艺。