[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，方法包括：提供半导体衬底，半导体衬底上具有鳍部，鳍部的侧壁包括第一侧壁区和位于第一侧壁区上的第二侧壁区；在半导体衬底和鳍部上形成层间介质层，层间介质层中具有暴露出鳍部部分侧壁表面和部分顶部表面的开口；在开口的侧壁和底部形成目标功函数层，目标功函数层包括仅覆盖第一侧壁区的第一目标区和仅覆盖第二侧壁区的第二目标区，第二目标区和位于鳍部顶部表面上的目标功函数层中掺杂有改性离子，第一目标区具有第一有效功函数值，第二目标区、以及位于鳍部顶部表面上的目标功函数层具有第二有效功函数值，第一有效功函数值小于第二有效功函数值。所述方法提高了鳍式场效应晶体管的电学性能。

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(金属-氧化物-半导体)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，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏掺杂区。

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，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏掺杂区。

然而，现有技术中鳍式场效应晶体管的电学性能仍有待提高。

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，以提高鳍式场效应晶体管的电学性能。

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，所述鳍部的侧壁包括第一侧壁区和位于第一侧壁区上的第二侧壁区；在所述半导体衬底和鳍部上形成层间介质层，所述层间介质层中具有暴露出鳍部部分侧壁表面和部分顶部表面的开口；在所述开口的侧壁和底部形成目标功函数层，所述目标功函数层包括仅覆盖第一侧壁区的第一目标区和仅覆盖第二侧壁区的第二目标区，第二目标区和位于鳍部顶部表面上的目标功函数层中掺杂有改性离子，目标功函数层第一目标区具有第一有效功函数值，目标功函数层第二目标区、以及位于鳍部顶部表面上的目标功函数层具有第二有效功函数值，第一有效功函数值小于第二有效功函数值。

可选的，所述鳍部的底部宽度大于所述鳍部的顶部宽度。

可选的，在平行于鳍部侧壁且垂直于鳍部延伸方向上，所述第一目标区的尺寸和所述第二目标区的尺寸之比为2:5～3:5。

可选的，当所述鳍式场效应晶体管的类型为P型时，所述目标功函数层第一目标区的材料为TiN、TiC或MoN，所述目标功函数层第二目标区的材料分别对应为掺杂有改性离子的TiN、TiC或MoN。

可选的，当所述鳍式场效应晶体管的类型为N型时，所述目标功函数层第一目标区的材料为TiAl或TaAl，所述目标功函数层第二目标区的材料分别对应为掺杂有改性离子的TiAl或TaAl。

可选的，形成所述目标功函数层的方法包括：在所述开口的侧壁和底部形成初始功函数层，初始功函数层包括仅覆盖第一侧壁区的第一初始区和仅覆盖第二侧壁区的第二初始区，初始功函数层具有第一有效功函数值；采用离子注入工艺在初始功函数层第二初始区、以及位于鳍部顶部表面上的初始功函数层中注入改性离子，使初始功函数层形成目标功函数层，初始功函数层第一初始区形成目标功函数层第一目标区，初始功函数层第二初始区形成目标功函数层的第二目标区；所述离子注入工艺具有注入方向，所述注入方向与半导体衬底表面法线之间具有第一注入夹角，所述注入方向与鳍部延伸方向之间具有第二注入夹角。

可选的，所述初始功函数层的材料为TiN、TiC或MoN；所述改性离子为N离子、F离子、C离子或As离子。