鳍式场效应晶体管的形成方法

摘要

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供具有栅极结构密集区和栅极结构稀疏区的半导体衬底，栅极结构密集区的半导体衬底表面有横跨第一鳍部的第一栅极结构；栅极结构稀疏区的半导体衬底表面有横跨第二鳍部的第二栅极结构；形成侧墙材料层，侧墙材料层包括第一侧墙材料层和第二侧墙材料层，第一侧墙材料层覆盖第一栅极结构和第二栅极结构以及第一鳍部顶部表面和第二鳍部顶部表面，第二侧墙材料层覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁，第二侧墙材料层比第一侧墙材料层薄；刻蚀侧墙材料层，形成侧墙，所述侧墙完全覆盖第一栅极结构和第二栅极结构的侧壁且完全暴露第一鳍部和第二鳍部。所述鳍式场效应晶体管的形成方法提高了鳍式场效应晶体管的性能。

权利要求

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，半导体衬底具有栅极结构密集区和栅极结构稀疏区，栅极结构密集区的半导体衬底表面具有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁；栅极结构稀疏区的半导体衬底表面具有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构，第二栅极结构覆盖部分第二鳍部的顶部表面和侧壁；

形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖栅极结构密集区和栅极结构稀疏区，所述侧墙材料层包括第一侧墙材料层和第二侧墙材料层，第一侧墙材料层覆盖第一栅极结构、第二栅极结构、第一栅极结构两侧的第一鳍部顶部表面和第二栅极结构两侧的第二鳍部顶部表面，第一侧墙材料层未覆盖第一栅极结构两侧的第一鳍部侧壁和第二栅极结构两侧的第二鳍部侧壁，第二侧墙材料层覆盖第一栅极结构两侧的第一鳍部侧壁和第二栅极结构两侧的第二鳍部侧壁，且所述第二侧墙材料层的厚度小于第一侧墙材料层的厚度；

刻蚀侧墙材料层，形成侧墙，所述侧墙完全覆盖第一栅极结构的侧壁和第二栅极结构的侧壁，且所述侧墙完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面。

2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙材料层的步骤为：从第一栅极结构和第二栅极结构顶部通入用于形成侧墙材料层的第一前驱体气体；等离子体化所述第一前驱体气体；所述等离子体化的第一前驱体气体首先吸附在第一栅极结构表面、第二栅极结构表面、第一栅极结构两侧的第一鳍部顶部表面和第二栅极结构两侧的第二鳍部顶部表面，然后吸附在第一栅极结构两侧的第一鳍部侧壁和第二栅极结构两侧的第二鳍部侧壁；所述等离子体化的第一前驱体气体与第一栅极结构、第二栅极结构、第一鳍部和第二鳍部进行化学反应，形成所述侧墙材料层。

3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在干刻机台中形成所述侧墙材料层。

4.根据权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在所述干刻机台中，形成所述侧墙材料层和刻蚀所述侧墙材料层的过程同时进行。

5.根据权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在所述干刻机台中，形成所述侧墙材料层之后对所述侧墙材料层进行刻蚀。

6.根据权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙材料层的工艺参数为：采用的气体为N2，N2的流量为100sccm～500sccm，等离子体化源功率为

500KeV～1500KeV，偏置电压为0V。

7.根据权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述侧墙材料层的工艺参数为：采用的气体为CH4，CH4的流量为100sccm～500sccm，等离子体化源功率为500KeV～1500KeV，偏置电压为0V。

8.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一侧墙材料层的厚度为10nm～30nm。

9.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二侧墙材料层的厚度为5nm～25nm。

10.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，采用各向同性干刻工艺和各向异性干刻工艺相结合的工艺刻蚀所述侧墙材料层。

11.根据权利要求10所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，采用先各向异性干刻工艺后各向同性干刻工艺刻蚀所述侧墙材料层。

12.根据权利要求11所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，先各向异性干刻工艺的参数为：采用的气体为CH3F、O2和He，CH3F的流量为100sccm～250sccm，O2的流量为

50sccm～200sccm，He的流量为300sccm～500sccm，源射频功率为1000KeV～1800KeV，偏置射频功率为200KeV～250KeV，刻蚀腔室压强为50mtorr～100mtorr；后各向同性干刻工艺的参数为：采用的气体包括CH3F、CO2和Ar，CH3F的流量为50sccm～100sccm，CO2的流量为

10sccm～60sccm，Ar的流量为300sccm～800sccm，源射频功率为500KeV～1000KeV，偏置射频功率为0KeV～50KeV，刻蚀腔室压强为50mtorr～1000mtorr。

13.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：形成所述侧墙后，在栅极结构密集区形成第一源区和第一漏区，所述第一源区位于栅极结构密集区的侧墙和第一栅极结构一侧的第一鳍部表面，所述第一漏区位于栅极结构密集区的侧墙和第一栅极结构另一侧的第一鳍部表面；在栅极结构稀疏区形成第二源区和第二漏区，所述第二源区位于栅极结构稀疏区的侧墙和第二栅极结构一侧的第二鳍部表面，所述第二漏区位于栅极结构稀疏区的侧墙和第二栅极结构另一侧的第二鳍部表面。

14.根据权利要求13所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，当栅极结构密集区用于形成的鳍式场效应晶体管的类型和栅极结构稀疏区用于形成的鳍式场效应晶体管的类型相同时，所述第一源区、第一漏区、第二源区和第二漏区同时形成。

15.根据权利要求14所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述第一源区、第一漏区、第二源区和第二漏区的步骤为：在第一栅极结构两侧的第一鳍部以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面外延生长源漏区材料层；对所述源漏区材料层掺杂离子；掺杂离子后，对所述源漏区材料层进行退火处理。

16.根据权利要求15所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成N型鳍式场效应晶体管时，所述源漏区材料层的材料为碳化硅；当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成P型鳍式场效应晶体管时，所述源漏区材料层的材料为锗化硅。

17.根据权利要求15所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成N型鳍式场效应晶体管时，所述离子为N型离子；当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成P型鳍式场效应晶体管时，所述离子为P型离子。

说明书

鳍式场效应晶体管的形成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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和可靠性较差。

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，半导体衬底具有栅极结构密集区和栅极结构稀疏区，栅极结构密集区的半导体衬底表面具有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁；栅极结构稀疏区的半导体衬底表面具有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构，第二栅极结构覆盖部分第二鳍部的顶部表面和侧壁；形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖栅极结构密集区和栅极结构稀疏区，所述侧墙材料层包括第一侧墙材料层和第二侧墙材料层，第一侧墙材料层覆盖第一栅极结构、第二栅极结构、第一栅极结构两侧的第一鳍部顶部表面和第二栅极结构两侧的第二鳍部顶部表面，第二侧墙材料层覆盖第一栅极结构两侧的第一鳍部侧壁和第二栅极结构两侧的第二鳍部侧壁，且所述第二侧墙材料层的厚度小于第一侧墙材料层的厚度；刻蚀侧墙材料层，形成侧墙，所述侧墙完全覆盖第一栅极结构的侧壁和第二栅极结构的侧壁，且所述侧墙完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面。

[0008] 可选的，形成所述侧墙材料层的步骤为：从第一栅极结构和第二栅极结构顶部通入用于形成侧墙材料层的第一前驱体气体；等离子体化所述第一前驱体气体；所述等离子体化的第一前驱体气体首先吸附在第一栅极结构表面、第二栅极结构表面、第一栅极结构两侧的第一鳍部顶部表面和第二栅极结构两侧的第二鳍部顶部表面，然后吸附在第一栅极结构两侧的第一鳍部侧壁和第二栅极结构两侧的第二鳍部侧壁；所述等离子体化的第一前驱体气体与第一栅极结构、第二栅极结构、第一鳍部和第二鳍部进行化学反应，形成所述侧墙材料层。

[0009] 可选的，在干刻机台中形成所述侧墙材料层。

[0010] 可选的，在所述干刻机台中，形成所述侧墙材料层和刻蚀所述侧墙材料层的过程同时进行。

[0011] 可选的，在所述干刻机台中，形成所述侧墙材料层之后对所述侧墙材料层进行刻蚀。

[0012] 可选的，形成所述侧墙材料层的工艺参数为：采用的气体为N2，N2的流量为100sccm～500sccm，等离子体化源功率为500KeV～1500KeV，偏置电压为0V。

[0013] 可选的，形成所述侧墙材料层的工艺参数为：采用的气体为CH4，CH4的流量为100sccm～500sccm，等离子体化源功率为500KeV～1500KeV，偏置电压为0V。

[0014] 可选的，所述第一侧墙材料层的厚度为10nm～30nm。

[0015] 可选的，所述第二侧墙材料层的厚度为5nm～25nm。

[0016] 可选的，采用各向同性干刻工艺和各向异性干刻工艺相结合的工艺刻蚀所述侧墙材料层。

[0017] 可选的，采用先各向异性干刻工艺后各向同性干刻工艺刻蚀所述侧墙材料层。

[0018] 可选的，先各向异性干刻工艺的参数为：采用的气体为CH3F、O2和He，CH3F的流量为100sccm～250sccm，O2的流量为50sccm～200sccm，He的流量为300sccm～500sccm，源射频功率为1000KeV～1800KeV，偏置射频功率为200KeV～250KeV，刻蚀腔室压强为50mtorr～
100mtorr；后各向同性干刻工艺的参数为：采用的气体包括CH3F、CO2和Ar，CH3F的流量为
50sccm～100sccm，CO2的流量为10sccm～60sccm，Ar的流量为300sccm～800sccm，源射频功率为500KeV～1000KeV，偏置射频功率为0KeV～50KeV，刻蚀腔室压强为50mtorr～
1000mtorr。

[0019] 可选的，还包括：形成所述侧墙后，在栅极结构密集区形成第一源区和第一漏区，所述第一源区位于栅极结构密集区的侧墙和第一栅极结构一侧的第一鳍部表面，所述第一漏区位于栅极结构密集区的侧墙和第一栅极结构另一侧的第一鳍部表面；在栅极结构稀疏区形成第二源区和第二漏区，所述第二源区位于栅极结构稀疏区的侧墙和第二栅极结构一侧的第二鳍部表面，所述第二漏区位于栅极结构稀疏区的侧墙和第二栅极结构另一侧的第二鳍部表面。

[0020] 可选的，当栅极结构密集区用于形成的鳍式场效应晶体管的类型和栅极结构稀疏区用于形成的鳍式场效应晶体管的类型相同时，所述第一源区、第一漏区、第二源区和第二漏区同时形成。

[0021] 可选的，形成所述第一源区、第一漏区、第二源区和第二漏区的步骤为：在第一栅极结构两侧的第一鳍部以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面外延生长源漏区材料层；对所述源漏区材料层掺杂离子；掺杂离子后，对所述源漏区材料层进行退火处理。

[0022] 可选的，当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成N型鳍式场效应晶体管时，所述源漏区材料层的材料为碳化硅；当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成P型鳍式场效应晶体管时，所述源漏区材料层的材料为锗化硅。

[0023] 可选的，当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成N型鳍式场效应晶体管时，所述离子为N型离子；当栅极结构密集区和栅极结构稀疏区用于形成P型鳍式场效应晶体管时，所述离子为P型离子。

[0024] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

[0025] 本发明提供的鳍式场效应晶体管的形成方法，形成的侧墙材料层厚度分布存在差异，具体的，所述侧墙材料层在第一栅极结构表面、第二栅极结构表面、第一鳍部顶部表面和第二鳍部顶部表面的厚度大于所述侧墙材料层在第一鳍部侧壁表面和第二鳍部侧壁表面的厚度，因此，刻蚀所述侧墙材料层后能够形成侧墙，所述侧墙完全覆盖第一栅极结构的侧壁和第二栅极结构的侧壁且完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面。由于所述侧墙完全覆盖第一栅极结构侧壁，所以在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面外延生长源漏区材料层时不会在第一栅极结构侧壁形成源漏区材料层；由于所述侧墙完全覆盖第二栅极结构侧壁，在第二栅极结构两侧的第二鳍部表面外延生长源漏区材料层时不会在第二栅极结构侧壁形成源漏区材料层。从而能够提高了鳍式场效应晶体管的性能。

附图说明

[0026] 图1是本发明一实施例中鳍式场效应晶体管的结构示意图。

[0027] 图2至图8为本发明另一实施例中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

[0028] 现有技术形成的鳍式场效应晶体管随着特征尺寸进一步缩小时，鳍式场效应晶体管的性能和可靠性较差。

[0029] 本发明一实施例提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，参考图1，包括：提供半导体衬底100，所述半导体衬底100具有栅极结构密集区(I区域)和栅极结构稀疏区(II区域)，栅极结构密集区的半导体衬底100表面具有第一鳍部120和横跨第一鳍部120的第一栅极结构130，第一栅极结构130覆盖部分第一鳍部120的顶部表面和侧壁；栅极结构稀疏区的半导体衬底100表面具有第二鳍部121和横跨第二鳍部121的第二栅极结构131，第二栅极结构131覆盖部分第二鳍部121的顶部表面和侧壁；采用沉积工艺形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖第一区域和第二区域；刻蚀侧墙材料层，形成侧墙140，所述侧墙140位于第一栅极结构130侧壁表面和第二栅极结构131侧壁表面，且所述侧墙完全暴露第一栅极结构130两侧的第一鳍部120表面以及第二栅极结构131两侧的第二鳍部121表面。

[0030] 研究发现，上述方法形成的鳍式场效应晶体管依然存在性能差的原因在于：

[0031] 所述侧墙材料层用于形成覆盖第一栅极结构侧壁和第二栅极结构侧壁，且完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面的侧墙。即在形成侧墙材料层后，需要将第一栅极结构两侧的第一鳍部表面的侧墙材料层以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面的侧墙材料层去除。通常采用刻蚀工艺去除上述部分侧墙材料层的过程中，所述刻蚀工艺的刻蚀速率受到刻蚀副产物多少的影响，当较多的副产物围绕在待刻蚀侧墙材料层表面而未排除时，刻蚀速率会下降。

[0032] 具体的，在本发明的上述实施例中，由于在相同的体积内，第一栅极结构两侧的第一鳍部的面积小于第二栅极结构两侧的第二鳍部的面积，所以在相同的体积内，覆盖第一鳍部侧壁的侧墙材料层的面积小于覆盖第二鳍部侧壁的侧墙材料层的面积，刻蚀覆盖第一鳍部侧壁的侧墙材料层产生的副产物少于刻蚀覆盖第二鳍部侧壁的侧墙材料层产生的副产物，且覆盖第一鳍部侧壁和第二鳍部侧壁的侧墙材料层刻蚀后的副产物较难排出，所以刻蚀覆盖第一鳍部的侧墙材料层的速率大于刻蚀覆盖第二鳍部的侧墙材料层的速率。

[0033] 因此，在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面完全暴露的临界时刻，第二栅极结构两侧的第二鳍部表面还存在部分侧墙材料层，为了使得第二栅极结构两侧的第二鳍部表面完全暴露出来，使得后续在I区域形成的第一源区和第一漏区以及在II区域形成的第二源区和第二漏区的高度一致，需要增加对侧墙材料层的刻蚀程度，由于对侧墙材料层的刻蚀程度增加且采用沉积工艺形成的所述侧墙材料层的厚度较均一，所以在第一栅极结构和第二栅极结构侧壁表面形成的所述侧墙会暴露出部分第一栅极结构侧壁和第二栅极结构侧壁(参考图1中虚线标注的位置150)。后续用外延生长工艺在I区域形成第一源区和第一漏区的过程中，也会在第一栅极结构侧壁暴露的位置外延生长材料层；后续用外延生长工艺在II区域形成第二源区和第二漏区的过程中，也会在第二栅极结构侧壁暴露的位置外延生长材料层。从而降低了鳍式场效应晶体管的性能。

[0034] 在此基础上，本发明另一实施例提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，半导体衬底具有栅极结构密集区和栅极结构稀疏区，栅极结构密集区的半导体衬底表面具有第一鳍部和横跨第一鳍部的第一栅极结构，第一栅极结构覆盖部分第一鳍部的顶部表面和侧壁；栅极结构稀疏区的半导体衬底表面具有第二鳍部和横跨第二鳍部的第二栅极结构，第二栅极结构覆盖部分第二鳍部的顶部表面和侧壁；形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖第一区域和第二区域，所述侧墙材料层包括第一侧墙材料层和第二侧墙材料层，第一侧墙材料层覆盖第一栅极结构、第二栅极结构、第一栅极结构两侧的第一鳍部顶部表面和第二栅极结构两侧的第二鳍部顶部表面，第二侧墙材料层覆盖第一栅极结构两侧的第一鳍部侧壁和第二栅极结构两侧的第二鳍部侧壁，且所述第二侧墙材料层的厚度小于第一侧墙材料层的厚度；刻蚀侧墙材料层，形成侧墙，所述侧墙完全覆盖第一栅极结构的侧壁和第二栅极结构的侧壁，且所述侧墙完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面。

[0035] 由于所述侧墙完全覆盖第一栅极结构的侧壁和第二栅极结构的侧壁，且所述侧墙完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面。使得后续用外延生长工艺在I区域形成第一源区和第一漏区的过程中，避免了在第一栅极结构侧壁外延生长材料层；使得后续用外延生长工艺在II区域形成第二源区和第二漏区的过程中，避免了在第二栅极结构侧壁外延生长材料层。从而能够提高鳍式场效应晶体管的性能。

[0036] 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。

[0037] 结合参考图2至图4，图3为沿着图2中I区域第一鳍部延伸方向(A-A1轴线)和II区域第二鳍部延伸方向(A2-A3轴线)的剖面图；图4为沿着图2中B-B1轴线的剖面图，所述B-B1轴线平行于第一栅极结构延伸方向和第二栅极结构延伸方向，且所述B-B1轴线通过第一栅极结构一侧的第一鳍部和第二栅极结构一侧的第二鳍部。提供半导体衬底200，半导体衬底200具有栅极结构密集区(I区域)和栅极结构稀疏区(II区域)，I区域的半导体衬底200表面具有第一鳍部220和横跨第一鳍部220的第一栅极结构230，所述第一栅极结构230覆盖部分第一鳍部220的顶部表面和侧壁；II区域的半导体衬底200表面具有第二鳍部221和横跨第二鳍部221的第二栅极结构233，所述第二栅极结构233覆盖部分第二鳍部221的顶部表面和侧壁。

[0038] 所述半导体衬底200为后续形成鳍式场效应晶体管提供工艺平台。

[0039] 所述半导体衬底200可以是单晶硅，多晶硅或非晶硅；半导体衬底200也可以是硅、锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料；所述半导体衬底200可以是体材料，也可以是复合结构，如绝缘体上硅；所述半导体衬底200还可以是其它半导体材料，这里不再一一举例。本实施例中，所述半导体衬底200的材料为硅。

[0040] 所述半导体衬底200包括I区域和II区域，I区域用于后续形成栅极结构密集的鳍式场效应晶体管，II区域用于后续形成栅极结构稀疏的鳍式场效应晶体管。

[0041] 所述第一鳍部220的作用为：为后续形成第一栅极结构提供载体；所述第二鳍部221的作用为：为后续形成第二栅极结构提供载体。

[0042] 本实施例中，形成所述第一鳍部220和第二鳍部221的步骤为：在半导体衬底200表面形成图案化的掩膜层，所述图案化的掩膜层定义第一鳍部220和第二鳍部221的位置；以所述图案化的掩膜层为掩膜刻蚀部分厚度的半导体衬底200，在I区域形成第一鳍部220，在II区域形成第二鳍部221。

[0043] 由于所述第一鳍部220和第二鳍部221通过刻蚀半导体衬底200而形成，所以第一鳍部220和第二鳍部221的材料和半导体衬底200的材料相同，所述第一鳍部220和第二鳍部221的材料均为硅。在其它实施例中，所述第一鳍部220和第二鳍部221的材料可以与半导体衬底200的材料不相同。

[0044] 本实施例中，以I区域具有三个第一鳍部220作为示例，以II区域具有三个第二鳍部221作为示例，并不代表实际工艺中第一鳍部220和第二鳍部221的个数。可以根据需要选择第一鳍部220和第二鳍部221的具体个数。

[0045] 所述隔离结构210的作用为电学隔离相邻的第一鳍部220，且电学隔离相邻的第二鳍部221。

[0046] 所述隔离结构210的材料包括氧化硅或氮氧化硅。本实施例中，隔离结构210的材料为氧化硅。

[0047] 形成所述隔离结构210的步骤为：形成覆盖I区域和II区域的隔离结构材料层(未图示)，且所述隔离结构材料层的整个表面高于第一鳍部220和第二鳍部221的顶部表面；采用平坦化工艺，如化学机械研磨，平坦化所述隔离结构材料层，以第一鳍部220和第二鳍部221的顶部表面为停止层；回刻蚀部分隔离结构材料层，在I区域和II区域的半导体衬底200表面形成隔离结构210，所述隔离结构210的表面低于第一鳍部220和第二鳍部221的顶部表面。

[0048] 所述第一栅极结构230包括横跨第一鳍部220的第一栅介质层231和覆盖第一栅介质层231的第一栅电极层232。其中，第一栅介质层231位于I区域的隔离结构210表面、覆盖部分第一鳍部220的顶部表面和侧壁；所述第二栅极结构233包括横跨第二鳍部221的第二栅介质层234和覆盖第二栅介质层234的第二栅电极层235。其中，第二栅介质层234位于II区域的隔离结构210表面、覆盖部分第二鳍部221的顶部表面和侧壁。

[0049] 本实施例中，所述第一栅介质层231和第二栅介质层234的材料为氧化硅，所述第一栅电极层232和第二栅电极层235的材料为多晶硅。在其它实施例中，还可以是：所述第一栅介质层231和第二栅介质层234的材料为高K介质材料，所述第一栅电极层232和第二栅电极层235的材料为金属。

[0050] 形成第一栅极结构230和第二栅极结构233的方法为：采用沉积工艺形成覆盖I区域和II区域的栅介质材料层(未图示)和覆盖栅介质材料层的栅电极材料层(未图示)；在所述栅电极材料层表面形成图形化的掩膜层(未图示)，所述图形化的掩膜层定义第一栅极结构230和第二栅极结构233的位置；以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀所述栅介质材料层和所述栅电极材料层，直至暴露出第一鳍部220和第二鳍部221的顶部表面，形成第一栅极结构230和第二栅极结构233。

[0051] 本实施例中，以I区域具有两个第一栅极结构230作为示例，以II区域具有两个第二栅极结构233作为示例，并不代表实际工艺中第一栅极结构230和第二栅极结构233的个数。可以根据需要选择第一栅极结构230和第二栅极结构233的个数。

[0052] 结合参考图5和图6，其中，图5为在图3基础上形成的示意图，图6为在图4基础上形成的示意图，形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖I区域和II区域，且所述侧墙材料层在第一栅极结构230表面、第二栅极结构233表面、第一鳍部220顶部表面和第二鳍部221顶部表面的厚度大于所述侧墙材料层在第一鳍部220侧壁表面和第二鳍部221侧壁表面的厚度。

[0053] 所述侧墙材料层的作用为：用于后续形成仅覆盖第一栅极结构230侧壁和第二栅极结构233侧壁的侧墙。

[0054] 为了方便描述，将所述侧墙材料层分为两部分进行说明，即所述侧墙材料层包括第一侧墙材料层240和第二侧墙材料层241，所述第一侧墙材料层240覆盖第一栅极结构230、第二栅极结构233、第一栅极结构230两侧的第一鳍部220顶部表面和第二栅极结构233两侧的第二鳍部221顶部表面，所述第二侧墙材料层241覆盖第一栅极结构230两侧的第一鳍部220侧壁和第二栅极结构233两侧的第二鳍部221侧壁，且所述第二侧墙材料层241的厚度小于第一侧墙材料层240的厚度。

[0055] 所述第一侧墙材料层240的厚度为10nm～30nm，如10nm、20nm、30nm；所述第二侧墙材料层241的厚度为5nm～25nm，如5nm、15nm、25nm。

[0056] 形成所述侧墙材料层采用的方法为：从第一栅极结构230和第二栅极结构233顶部通入用于形成侧墙材料层的第一前驱体气体，然后将所述第一前驱体气体等离子体化，所述等离子体化的第一前驱体气体从上到下首先吸附在第一栅极结构230表面、第二栅极结构233表面、第一栅极结构230两侧的第一鳍部220顶部表面和第二栅极结构233两侧的第二鳍部221顶部表面，然后吸附在第一栅极结构230两侧的第一鳍部220侧壁和第二栅极结构233两侧的第二鳍部221侧壁，所述等离子体化的第一前驱体气体与第一栅极结构230、第二栅极结构233、第一鳍部220和第二鳍部221进行化学反应而形成所述侧墙材料层。使得形成的侧墙材料层在垂直于半导体衬底200的方向上存在厚度的差异，即所述第二侧墙材料层
241的厚度小于第一侧墙材料层240的厚度。

[0057] 本实施例中，采用在干刻机台中形成所述侧墙材料层。

[0058] 干刻机台顶部具有通入第一前躯体气体的第一进气孔以及通入刻蚀气体的第二进气孔，干刻机台内具有等离子体化装置，支撑平台，干刻机台底部具有排气孔，所述第一前驱体气体从所述第一进气孔通入腔室，第一前驱体气体在腔室内在等离子体化装置的作用下被等离子体化，所述鳍式场效应晶体管放置于支撑平台表面，第一前躯体气体与第一栅极结构230、第二栅极结构233、第一鳍部220和第二鳍部221化学反应后的形成的副产物从排气孔排出腔室。所述第二进气孔用于后续通入刻蚀气体。

[0059] 在一个具体实施例中，形成所述侧墙材料层的工艺参数为：采用的气体为N2，N2的流量为100sccm～500sccm，等离子体化源功率为500KeV～1500KeV，偏置电压为0V。

[0060] 在另一个具体实施例中，形成所述侧墙材料层的工艺参数为：采用的气体为CH4，CH4的流量为100sccm～500sccm，等离子体化源功率为500KeV～1500KeV，偏置电压为0V。

[0061] 由于所述第二侧墙材料层241的厚度小于第一侧墙材料层240的厚度，使得后续刻蚀所述侧墙材料层以形成侧墙的过程中，在全部暴露出第一鳍部220的顶部表面和侧壁以及第二鳍部221的顶部表面和侧壁的临界时刻，第一栅极结构230和第二栅极结构233侧壁还存在部分厚度的侧墙材料层，不会暴露出第一栅极结构230侧壁和第二栅极结构233侧壁，使得后续形成的侧墙可以完全覆盖第一栅极结构230侧壁和第二栅极结构233侧壁。

[0062] 结合参考图7和图8，其中，图7为在图5基础上形成的示意图，图8为在图6基础上形成的示意图，刻蚀所述侧墙材料层，形成侧墙250，所述侧墙250完全覆盖第一栅极结构230的侧壁和第二栅极结构233的侧壁，且所述侧墙250完全暴露第一栅极结构230两侧的第一鳍部220表面以及第二栅极结构233两侧的第二鳍部221表面。

[0063] 所述刻蚀所述侧墙材料层以形成侧墙250的过程和前述形成侧墙材料层的工艺均在刻蚀机台中实现。为了简化工艺，本实施例中，采用在同一个刻蚀机台中形成所述侧墙材料层并对所述侧墙材料层进行刻蚀。

[0064] 具体的，形成所述侧墙材料层和刻蚀所述侧墙材料层的过程可以同时进行，也可以在形成所述侧墙材料层之后再对所述侧墙材料层进行刻蚀。本实施例中，为了便于说明各个步骤，选择在形成所述侧墙材料层之后再对所述侧墙材料层进行刻蚀。在另一个实施例中，为了简化工艺，形成所述侧墙材料层和刻蚀所述侧墙材料层的过程同时进行。

[0065] 刻蚀所述侧墙材料层形成侧墙250的工艺为各向异性的干刻工艺和各向同性干刻工艺相结合的工艺，如先采用各向异性干刻工艺后采用各向同性干刻工艺，或先采用各向同性干刻工艺后采用各向异性干刻工艺。

[0066] 本实施例中，先采用各向异性干刻工艺后采用各向同性干刻工艺对所述侧墙材料层进行刻蚀，通过调节偏置功率的值实现各向同性刻蚀或各向异性刻蚀。

[0067] 具体的，先采用各向异性干刻工艺的参数为：采用的气体包括CH3F、O2和He，CH3F的流量为100sccm～250sccm，O2的流量为50sccm～200sccm，He的流量为300sccm～500sccm，源射频功率为1000KeV～1800KeV，偏置射频功率为200KeV～250KeV，刻蚀腔室压强为50mtorr～100mtorr；然后采用各向同性干刻工艺的参数为：采用的气体包括CH3F、CO2和Ar，CH3F的流量为50sccm～100sccm，CO2的流量为10sccm～60sccm，Ar的流量为300sccm～
800sccm，源射频功率为500KeV～1000KeV，偏置射频功率为0KeV～50KeV，刻蚀腔室压强为
50mtorr～1000mtorr。

[0068] 所述侧墙250需要完全暴露出第一栅极结构230两侧的第一鳍部220侧壁表面以及第二栅极结构233两侧的第二鳍部221侧壁表面，原因在于，覆盖第一鳍部220侧壁的第二侧墙材料层241位于栅极结构密集区，而覆盖第二鳍部221侧壁的第二侧墙材料层241位于栅极结构稀疏区，覆盖第一鳍部220侧壁的第二侧墙材料层241的面积小于覆盖第二鳍部221侧壁的第二侧墙材料层241的面积，使得刻蚀第一鳍部220侧壁的第二侧墙材料层241产生的副产物小于刻蚀第二鳍部221侧壁的第二侧墙材料层241产生的副产物，且由于第一鳍部220和第二鳍部221相比第一栅极结构230和第二栅极结构233位于较低的位置，形成的副产物相对难以排出，副产物的富集会降低刻蚀速率，所以覆盖第一鳍部220侧壁的第二侧墙材料层241的刻蚀速率大于覆盖第二鳍部221侧壁的第二侧墙材料层241的刻蚀速率；在第一栅极结构230两侧的第一鳍部220侧壁完全暴露的临界时刻，第二栅极结构233两侧的第二鳍部221侧壁还剩余部分第二侧墙材料层241，为了使得后续在栅极结构密集区形成的第一源区和第一漏区同在栅极结构稀疏区形成的第二源区和第二漏区的高度一致，需要将第二鳍部221侧壁剩余的第二侧墙材料层241去除，将第二鳍部221侧壁也完全暴露出来。

[0069] 另外，本实施例中，由于第二侧墙材料层241的厚度小于第一侧墙材料层240的厚度，所以在刻蚀形成所述侧墙250的过程中，在第一鳍部220侧壁和第二鳍部221侧壁均完全暴露的临界时刻，所述第一侧墙材料层240还覆盖着第一栅极结构230、第二栅极结构233、第一栅极结构230两侧的第一鳍部220顶部表面以及第二栅极结构233两侧的第二鳍部221顶部表面。故需要继续刻蚀所述侧墙材料层，以暴露出第一栅极结构230顶部表面、第二栅极结构233顶部表面、第一鳍部220顶部表面以及第二鳍部221顶部表面，形成所述侧墙250，且所述侧墙250完全覆盖第一栅极结构230侧壁和第二栅极结构233侧壁。

[0070] 需要说明的是，第一栅极结构230和第二栅极结构233相比第一鳍部220和第二鳍部221位于较高的位置，对所述第一侧墙材料层240刻蚀后形成的副产物容易排出，故对覆盖第一栅极结构230的第一侧墙材料层240刻蚀的速率和对覆盖第二栅极结构233的第一侧墙材料层240的刻蚀速率基本一致。

[0071] 综上所述，本发明的实施例中，能够实现所述侧墙250完全覆盖第一栅极结构230的侧壁和第二栅极结构233的侧壁，且所述侧墙250完全暴露第一栅极结构230两侧的第一鳍部220表面以及第二栅极结构233两侧的第二鳍部221表面。

[0072] 形成所述侧墙250后，在I区域形成第一源区(未图示)和第一漏区(未图示)，所述第一源区位于I区域的侧墙250和第一栅极结构230一侧的第一鳍部220表面，所述第一漏区位于I区域的侧墙250和第一栅极结构230另一侧的第一鳍部220表面；在II区域形成第二源区(未图示)和第二漏区(未图示)，所述第二源区位于II区域的侧墙250和第二栅极结构233一侧的第二鳍部221表面，所述第二漏区位于II区域的侧墙250和第二栅极结构233另一侧的第二鳍部221表面。

[0073] 本实施例中，I区域用于形成的鳍式场效应晶体管的类型和II区域用于形成的鳍式场效应晶体管的类型相同，故可以同时形成所述第一源区、第一漏区、第二源区和第二漏区。

[0074] 本实施例中，形成所述第一源区、第一漏区、第二源区和第二漏区的步骤为：在第一栅极结构230两侧的第一鳍部220表面以及第二栅极结构233两侧的第二鳍部221表面外延生长源漏区材料层；对所述源漏区材料层掺杂离子；掺杂离子后，对所述源漏区材料层进行退火处理。

[0075] 其中，所述源漏区材料层的选择跟I区域和II区域用于形成的鳍式场效应晶体管类型相关，具体的，当I区域和II区域用于形成N型鳍式场效应晶体管时，所述源漏区材料层的材料为碳化硅；当I区域和II区域用于形成P型鳍式场效应晶体管时，所述源漏区材料层的材料为锗化硅。

[0076] 所述离子的选择也跟I区域和II区域用于形成的鳍式场效应晶体管类型相关，具体的，当I区域和II区域待形成N型鳍式场效应晶体管时，所述离子为N型离子，如P或As；当I区域和II区域用于形成P型鳍式场效应晶体管时，所述离子为P型离子，如B或In。

[0077] 其中，所述退火处理为尖峰退火。

[0078] 需要说明的是，为了方便描述，本实施例中，将I区域的源漏区材料层定义为第一源漏区材料层，将II区域的源漏区材料层定义为第二源漏区材料层；将所述第一源漏区材料层中掺杂的所述离子定义为第一离子，将所述第二源漏区材料层中掺杂的所述离子定义为第二离子。本实施例中，第一源漏区材料层和第二源漏区材料层的材料相同，所述第一离子和第二离子相同。

[0079] 在其它实施例中，I区域用于形成的鳍式场效应晶体管的类型和II区域用于形成的鳍式场效应晶体管的类型不相同，此时，需要先形成所述第一源区和第一漏区，后形成第二源区和第二漏区，或者先形成所述第二源区和第二漏区，后形成第一源区和第一漏区。

[0080] 在I区域形成第一源区和第一漏区的过程中，由于所述侧墙250完全覆盖第一栅极结构230侧壁，在第一栅极结构230两侧的第一鳍部220表面外延生长第一源漏区材料层时不会在第一栅极结构230侧壁形成第一源漏区材料层；在II区域形成第二源区和第二漏区的过程中，由于所述侧墙250完全覆盖第二栅极结构233侧壁，在第二栅极结构233两侧的第二鳍部221表面外延生长第二源漏区材料层时不会在第二栅极结构233侧壁形成第二源漏区材料层。从而能够提高鳍式场效应晶体管的性能。

[0081] 综上所述，本发明具有以下优点：

[0082] 本发明提供的鳍式场效应晶体管的形成方法，形成的侧墙材料层厚度分布存在差异，具体的，所述侧墙材料层在第一栅极结构表面、第二栅极结构表面、第一鳍部顶部表面和第二鳍部顶部表面的厚度大于所述侧墙材料层在第一鳍部侧壁表面和第二鳍部侧壁表面的厚度，因此，刻蚀所述侧墙材料层后能够形成侧墙，所述侧墙完全覆盖第一栅极结构的侧壁和第二栅极结构的侧壁且完全暴露第一栅极结构两侧的第一鳍部表面以及第二栅极结构两侧的第二鳍部表面。由于所述侧墙完全覆盖第一栅极结构侧壁，所以在第一栅极结构两侧的第一鳍部表面外延生长源漏区材料层时不会在第一栅极结构侧壁形成源漏区材料层；由于所述侧墙完全覆盖第二栅极结构侧壁，在第二栅极结构两侧的第二鳍部表面外延生长源漏区材料层时不会在第二栅极结构侧壁形成源漏区材料层。从而能够提高了鳍式场效应晶体管的性能。

[0083] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。