本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

MOS晶體管是現(xiàn)代集成電路中最重要的半導(dǎo)體器件之一。MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的漏區(qū)。MOS晶體管通過在柵極施加電壓，調(diào)節(jié)通過柵極結(jié)構(gòu)底部溝道的電流來產(chǎn)生開關(guān)信號。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的平面式的MOS晶體管對溝道電流的控制能力變?nèi)?，造成?yán)重的漏電流。鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin FET)是一種新興的半導(dǎo)體器件，它一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的鰭部內(nèi)的漏區(qū)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件壓的閾值電壓較難控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，較好的控制半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有襯底氧化層；在所述襯底氧化層上形成第一背柵；在所述第一背柵上形成隔離層和覆蓋所述隔離層表面的硅區(qū)，所述硅區(qū)的頂部表面被掩膜層和位于所述掩膜層兩側(cè)側(cè)壁的側(cè)墻覆蓋；在所述硅區(qū)兩側(cè)的外側(cè)壁形成背柵柵氧層；在所述硅區(qū)兩側(cè)的第一背柵上形成覆蓋所述背柵柵氧層側(cè)壁的第二背柵；在所述第二背柵表面形成柵間隔離層后，去除所述掩膜層和所述掩膜層下方的硅區(qū)，暴露出所述硅區(qū)的內(nèi)側(cè)壁；形成覆蓋所述硅區(qū)內(nèi)側(cè)壁的主柵柵氧層后，形成橫跨所述主柵柵氧層、側(cè)墻和硅 區(qū)的主柵。

可選的，形成所述第一背柵、隔離層和硅區(qū)的步驟包括：提供硅層，所述硅層具有第一表面和與第一表面對置的第二表面；在所述硅層的第一表面形成隔離材料層；在所述隔離材料層表面形成第一背柵；將所述第一背柵和所述襯底氧化層進(jìn)行鍵合后，在所述硅層的第二表面形成掩膜層和位于所述掩膜層兩側(cè)側(cè)壁的側(cè)墻；以所述掩膜層和所述側(cè)墻為掩膜刻蝕所述硅層和隔離材料層直至暴露出第一背柵的表面，形成隔離層和硅區(qū)。

可選的，所述第一背柵的材料為多晶硅，所述第一背柵的厚度為50nm～150nm。

可選的，形成所述第一背柵的工藝為等離子體化學(xué)氣相沉積工藝。

可選的，所述第一背柵和所述襯底氧化層進(jìn)行鍵合的工藝為直接鍵合工藝。

可選的，所述第二背柵的材料為多晶硅。

可選的，所述隔離層和背柵柵氧層的材料為二氧化硅。

可選的，所述襯底氧化層的材料為二氧化硅。

可選的，去除所述掩膜層和所述掩膜層下方的硅區(qū)后，還包括：去除所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)后，在所述硅區(qū)的內(nèi)側(cè)壁形成鍺硅膜；在所述鍺硅膜側(cè)壁形成硅膜，所述鍺硅膜和所述硅膜位于所述側(cè)墻下方；在所述硅區(qū)、鍺硅膜和硅膜的側(cè)壁形成主柵柵氧層；形成主柵，所述主柵橫跨所述主柵柵氧層、側(cè)墻、硅區(qū)、鍺硅膜和硅膜。

可選的，所述鍺硅膜中鍺原子的質(zhì)量百分比濃度為15％～45％。

可選的，形成所述鍺硅膜的工藝為選擇性外延生長工藝，采用的氣體為GeH₄、SiH₂Cl₂、H₂和HCl，GeH₄的流量為50sccm～200sccm，SiH₂Cl₂的流量為50sccm～200sccm，H₂的流量為50sccm～100sccm，HCl的流量為100sccm～200sccm，腔室壓強為20torr～100torr，溫度為600攝氏度～800攝氏度。

可選的，形成所述硅膜的工藝為選擇性外延生長工藝。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底；襯底氧化層，位于 所述半導(dǎo)體襯底上；第一背柵，位于所述襯底氧化層上；隔離層，位于所述第一背柵上；硅區(qū)，位于所述隔離層表面，所述硅區(qū)的頂部表面具有側(cè)墻；背柵柵氧層，覆蓋所述硅區(qū)的外側(cè)壁；第二背柵，位于所述第一背柵上且覆蓋所述背柵柵氧層側(cè)壁，所述第二背柵的表面與所述側(cè)墻的頂部表面齊平或低于所述側(cè)墻的頂部表面；柵間隔離層，位于所述第二背柵表面；開口，貫穿所述硅區(qū)厚度，所述開口暴露出所述硅區(qū)的內(nèi)側(cè)壁；主柵柵氧層，覆蓋所述硅區(qū)的內(nèi)側(cè)壁；主柵，橫跨所述主柵柵氧層、側(cè)墻和硅區(qū)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

第一背柵和第二背柵構(gòu)成半導(dǎo)體器件的背柵，由于背柵的存在，在背柵上施加一定的電壓時，背柵上施加的電壓會影響硅區(qū)中反型層的形成，使得半導(dǎo)體器件的閾值電壓產(chǎn)生變化，使得半導(dǎo)體器件的閾值電壓與背柵上施加的電壓相關(guān)，因此通過調(diào)節(jié)施加在背柵上的電壓的大小，可以較好的控制半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

附圖說明

圖1至圖12是本發(fā)明第一實施例中半導(dǎo)體器件形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13至圖16為本發(fā)明第二實施例中半導(dǎo)體器件形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)中形成的半導(dǎo)體器件的閾值電壓較難控制。

針對現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件進(jìn)行研究，現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有鰭部，所述鰭部一般是通過對所述半導(dǎo)體襯底刻蝕后得到的；介質(zhì)層，覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的表面以及鰭部的側(cè)壁的一部分；柵極結(jié)構(gòu)，橫跨所述鰭部，覆蓋所述鰭部的頂部和側(cè)壁，柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層(未圖示)和位于柵介質(zhì)層上的柵電極(未圖示)。

研究發(fā)現(xiàn)，采用現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體器件的閾值電壓較難控制的原因在于：針對上述半導(dǎo)體器件，通過調(diào)節(jié)在溝道中摻雜的離子濃度調(diào)節(jié)半導(dǎo)體器件的閾值電壓比較困難，通常通過在柵極結(jié)構(gòu)中引入功函數(shù)層來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體器件的閾值電壓，而單純的調(diào)節(jié)功函數(shù)層的功函數(shù)來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體的閾值電 壓十分有限，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的閾值電壓較難控制。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明通過在半導(dǎo)體器件中形成第一背柵和第二背柵，第一背柵和第二背柵構(gòu)成半導(dǎo)體器件的背柵，因此通過調(diào)節(jié)施加在背柵上的電壓的大小，可以較好的控制半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。

第一實施例

圖1至圖12是本發(fā)明第一實施例中半導(dǎo)體器件形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100表面具有襯底氧化層101。

所述半導(dǎo)體襯底100為后續(xù)形成半導(dǎo)體器件提供工藝平臺。

所述半導(dǎo)體襯底100可以是單晶硅、多晶硅或非晶硅；半導(dǎo)體襯底100也可以是硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料；所述半導(dǎo)體襯底100還可以是其它半導(dǎo)體材料，這里不再一一舉例。本實施例中，所述半導(dǎo)體襯底100的材料為硅。

所述襯底氧化層101的作用為：電學(xué)隔離半導(dǎo)體襯底100和后續(xù)形成的第一背柵；形成襯底氧化層101的工藝為氧化工藝或者沉積工藝；所述襯底氧化層101的材料包括二氧化硅。

參考圖2，提供硅層110，所述硅層110具有第一表面和與第一表面對置的第二表面；在所述硅層110的第一表面形成隔離材料層120；在所述隔離材料層120表面形成第一背柵130。

所述硅層110的材料為單晶硅。所述硅層110用于后續(xù)形成硅區(qū)。

所述隔離材料層120的作用為：電學(xué)隔離硅層110和第一背柵130；隔離材料層120的材料包括二氧化硅；形成所述隔離材料層120的工藝可以為沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝，形成隔離材料層120的工藝還可以為氧化工藝。

所述第一背柵130用于為后續(xù)形成背柵的一部分提供原材料。所述第一 背柵130的材料為多晶硅；形成所述第一背柵130的工藝為沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝，本實施例中，形成所述第一背柵130的工藝為等離子體化學(xué)氣相沉積工藝。

所述第一背柵130的厚度需要選擇合適的范圍，若第一背柵130的厚度低于50nm，導(dǎo)致后續(xù)位于隔離層底部的第一背柵130的厚度較薄，甚至在部分隔離層底部存在第一背柵130的材料缺失的現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)主柵橫跨的相鄰有源區(qū)對應(yīng)的第二背柵之間的電學(xué)連接性能下降，若第一背柵130的厚度超過150nm，導(dǎo)致工藝成本增加。故本實施例中選擇第一背柵130的厚度為50nm～150nm。

參考圖3，將襯底氧化層101和第一背柵130進(jìn)行鍵合。襯底氧化層101和第一背柵130鍵合的工藝可以為直接鍵合工藝。

參考圖4，圖4為在圖3基礎(chǔ)上形成的示意圖，在所述硅層110的第二表面形成掩膜層140和位于掩膜層140兩側(cè)側(cè)壁的側(cè)墻。

所述掩膜層140和所述側(cè)墻用于在后續(xù)的制程中保護(hù)其下方的硅層110。

所述掩膜層140的材料包含氮化硅。形成所述掩膜層140的步驟為：在所述硅層110的第二表面沉積掩膜層材料層，然后在所述掩膜層材料層表面形成圖形化的光刻膠，所述圖形化的光刻膠定義待形成的掩膜層140的位置；以所述圖形化的光刻膠為掩膜，刻蝕所述掩膜層材料層，形成掩膜層140。

所述側(cè)墻用于后續(xù)在硅層110中確定兩個有源區(qū)。所述側(cè)墻的材料包含二氧化硅。所述側(cè)墻包括位于掩膜層140一側(cè)側(cè)壁的第一側(cè)墻150a和位于掩膜層140另一側(cè)側(cè)壁的第二側(cè)墻150b。第一側(cè)墻150a用于確定后續(xù)形成的第一有源區(qū)，第二側(cè)墻150b用于確定后續(xù)形成的第二有源區(qū)。形成所述側(cè)墻的工藝為：沉積覆蓋硅層110第二表面和掩膜層140的側(cè)墻材料層，然后采用各向異性干刻工藝刻蝕所述側(cè)墻材料層，直至暴露出硅層110的第二表面，形成側(cè)墻。

參考圖5，圖5示出了在圖4的基礎(chǔ)上執(zhí)行刻蝕步驟之后的半導(dǎo)體器件。具體的，以所述掩膜層140和所述側(cè)墻為掩膜刻蝕所述硅層110(參考圖4)和隔離材料層120(參考圖4)，直至暴露出第一背柵130的表面，形成隔離 層121和位于隔離層121表面的硅區(qū)111?？涛g硅層110和隔離材料層120的工藝為濕刻工藝或干刻工藝。

參考圖6，圖6示出了在圖5的基礎(chǔ)上執(zhí)行氧化處理步驟之后的半導(dǎo)體器件。具體的，對硅區(qū)111兩側(cè)的外側(cè)壁和第一背柵130的表面進(jìn)行氧化處理，在硅區(qū)111兩側(cè)的外側(cè)壁和第一背柵130的表面形成背柵柵氧層160。具體的，對硅區(qū)111兩側(cè)的外側(cè)壁和第一背柵130表面進(jìn)行氧化處理的工藝可以為干法氧化工藝，也可以為濕法氧化工藝。

參考圖7，去除第一背柵130表面的背柵柵氧層160，保留硅區(qū)111兩側(cè)的外側(cè)壁的背柵柵氧層160。具體的，去除第一背柵130表面的背柵柵氧層160的工藝為各向異性干刻工藝。

參考圖8，圖8示出了在圖7基礎(chǔ)上執(zhí)行背柵沉積步驟后隨之依次進(jìn)行平坦化步驟、回刻蝕步驟和氧化步驟后的半導(dǎo)體器件。具體的，在所述背柵沉積步驟中，采用沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝，形成覆蓋第一背柵130、掩膜層140和所述側(cè)墻的第二背柵材料層(未圖示)，所述第二背柵材料層的整個表面高于所述側(cè)墻的頂部表面；在所述平坦化步驟中，對所述第二背柵材料層進(jìn)行平坦化工藝使得第二背柵材料層的表面與所述側(cè)墻和掩膜層140的頂部表面齊平；在所述回刻蝕步驟中，對所述第二背柵材料層進(jìn)行回刻蝕，使得第二背柵材料層的頂部表面低于所述側(cè)墻的頂部表面，從而在硅區(qū)111兩側(cè)的第一背柵130上形成覆蓋所述背柵柵氧層160側(cè)壁的第二背柵170。

需要說明的是，對所述第二背柵材料層進(jìn)行所述回刻蝕步驟的好處是：避免第二背柵170的頂部表面高于側(cè)墻的頂部表面，從而避免后續(xù)在第二背柵170表面形成的柵間隔離層與所述側(cè)墻形成的邊角位置存在漏電。

本實施例中，所述第二背柵170的材料為多晶硅。

所述第二背柵170和第一背柵130構(gòu)成半導(dǎo)體器件的背柵。硅區(qū)111兩側(cè)的第二背柵170與位于硅區(qū)111和第二背柵170底部的第一背柵130連接，后續(xù)形成的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)共用所述背柵。

在所述氧化步驟中，采用氧化工藝如干法氧化工藝或濕法氧化工藝對所 述第二背柵170的表面進(jìn)行氧化，在所述第二背柵170表面形成柵間隔離層180，且所述柵間隔離層180位于所述側(cè)墻和掩膜層140的兩側(cè)；所述柵間隔離層180的材料包括二氧化硅。

需要說明的是，在其它實施例中，對所述第二背柵材料層進(jìn)行平坦化化后，可以不對所述第二背柵材料層進(jìn)行回刻蝕的步驟，然后進(jìn)行氧化步驟，此時形成的第二背柵170的表面和所述側(cè)墻的頂部表面齊平。

參考圖9，形成柵間隔離層180后，去除掩膜層140(參考圖8)。

去除掩膜層140的工藝可以為干刻工藝、如等離子體刻蝕工藝或者反應(yīng)離子刻蝕工藝，去除掩膜層140的工藝也可以為濕刻工藝。

參考圖10，去除掩膜層140(參考圖8)后，去除掩膜層140下方的硅區(qū)111，暴露出硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁。

去除掩膜層140下方的硅區(qū)111的工藝為干刻工藝，如反應(yīng)離子刻蝕工藝或者各向異性等離子體刻蝕工藝。本實施例中，采用反應(yīng)離子刻蝕工藝去除掩膜層140下方的硅區(qū)111。具體的，以所述側(cè)墻和柵間隔離層180為掩膜，采用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕硅區(qū)111，直至暴露出隔離層121的表面。

由于采用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕硅區(qū)111以去除掩膜層140下方的硅區(qū)111，在此過程中，會對硅區(qū)111產(chǎn)生粒子轟擊效應(yīng)，因此能夠獲得較好的各向異性側(cè)壁圖形，即采用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕后暴露出的硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁與隔離層121的表面垂直，后續(xù)在硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁形成的主柵柵氧層和硅區(qū)111之間具有良好的界面態(tài)。

本實施例中，所述第一側(cè)墻150a下方的硅區(qū)111構(gòu)成第一有源區(qū)，所述第二側(cè)墻150b下方的硅區(qū)111構(gòu)成第二有源區(qū)。

為了方便后續(xù)的描述，去除掩膜層140下方的硅區(qū)111后，形成開口112，所述開口112暴露出硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁。

參考圖11，形成覆蓋所述硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁的主柵柵氧層。

所述主柵柵氧層包括位于第一側(cè)墻150a下方硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁的第一主柵柵氧層192a和位于第二側(cè)墻150b下方硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁的第二主柵柵氧層 192b。所述主柵柵氧層的材料為二氧化硅。形成所述主柵柵氧層的工藝為氧化工藝，如干法氧化工藝或濕法氧化工藝。

參考圖12，形成主柵193，所述主柵193橫跨所述主柵柵氧層、側(cè)墻和硅區(qū)111。

所述主柵193的材料為多晶硅。具體的，形成所述主柵193的步驟為：首先形成覆蓋所述主柵柵氧層側(cè)壁、側(cè)墻和柵間隔離層180的主柵材料層，所述主柵材料層的整個表面高于所述側(cè)墻的表面，形成所述主柵材料層的工藝為沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝或亞常壓化學(xué)氣相沉積工藝，然后在所述主柵材料層表面形成圖形化的光刻膠，所述圖形化的光刻膠定義待形成的主柵193的位置，以所述圖形化的光刻膠為掩膜刻蝕所述主柵材料層直至暴露出柵間隔離層180和隔離層121的表面，形成主柵193。

形成主柵193后，在所述主柵193兩側(cè)的第一有源區(qū)中形成第一源漏區(qū)(未圖示)，在所述主柵193兩側(cè)的第二有源區(qū)中形成第二源漏區(qū)(未圖示)。形成所述第一源漏區(qū)和所述第二源漏區(qū)的工藝為離子注入工藝，不再詳述。

第一背柵130和第二背柵170構(gòu)成半導(dǎo)體器件的背柵，由于背柵的存在，在背柵上施加一定的電壓時，背柵上施加的電壓會影響硅區(qū)111中反型層的形成，使得半導(dǎo)體器件的閾值電壓產(chǎn)生變化，使得半導(dǎo)體器件的閾值電壓與背柵上施加的電壓相關(guān)，因此通過調(diào)節(jié)施加在背柵上的電壓的大小，可以較好的控制半導(dǎo)體器件的閾值電壓。

在半導(dǎo)體器件工作時，需要在所述背柵上施加電壓，由于硅區(qū)111兩側(cè)的第二背柵170與位于隔離層121和第二背柵170底部的第一背柵130連接，第一有源區(qū)和第二有源區(qū)能夠共用背柵，而所述主柵也被第一有源區(qū)和第二有源區(qū)共用，即所述主柵193和所述背柵能夠共同控制主柵193橫跨的相鄰有源區(qū)。

另外，由于第一有源區(qū)和第二有源區(qū)能夠共用背柵，因此只需要由所述第一背柵130和第二背柵170構(gòu)成的背柵的任意一端接出引線連接背柵上施加的電壓，就可以使得所述電壓作用在主柵193橫跨的相鄰有源區(qū)(第一有 源區(qū)和第二有源區(qū))，減少了半導(dǎo)體器件對應(yīng)的外部引線數(shù)量，提高了半導(dǎo)體器件的集成度。

本實施例中，形成的半導(dǎo)體器件，參考圖12，包括：半導(dǎo)體襯底100；襯底氧化層101，位于所述半導(dǎo)體襯底100上；第一背柵130，位于所述襯底氧化層101上；隔離層121，位于所述第一背柵130上；硅區(qū)111，位于所述隔離層121表面，所述硅區(qū)111的頂部表面具有側(cè)墻；背柵柵氧層160，覆蓋所述硅區(qū)111的外側(cè)壁；第二背柵170，位于所述第一背柵130上且覆蓋所述背柵柵氧層160側(cè)壁，所述第二背柵170的表面與所述側(cè)墻的頂部表面齊平或低于所述側(cè)墻的頂部表面；柵間隔離層180，位于所述第二背柵170表面；開口112(參考圖10)，貫穿所述硅區(qū)111厚度，所述開口112暴露出所述硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁；主柵柵氧層，覆蓋所述硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁；主柵193，橫跨所述主柵柵氧層、側(cè)墻和硅區(qū)111。

所述側(cè)墻包括第一側(cè)墻150a和第二側(cè)墻150b，第一側(cè)墻150a定義第一有源區(qū)的位置，第二側(cè)墻150b定義第二有源區(qū)的位置。所述主柵柵氧層包括位于第一側(cè)墻150a下方硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁的第一主柵柵氧層192a和位于第二側(cè)墻150b下方硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁的第二主柵柵氧層192b。

第二實施例

圖13至圖16為本發(fā)明第二實施例中半導(dǎo)體器件形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

第二實施例與第一實施例的區(qū)別在于：形成的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)均為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括位于所述側(cè)墻下方的硅區(qū)、位于硅區(qū)內(nèi)側(cè)壁的鍺硅膜和位于鍺硅膜側(cè)壁的硅膜。所述鍺硅膜位于硅區(qū)和硅膜之間。

參考圖13，圖13為在圖10基礎(chǔ)上形成的示意圖，去除掩膜層140(參考圖8)下方的硅區(qū)111后，去除所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)111。

去除所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)111的作用為：為后續(xù)形成位于硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁的鍺硅膜和位于鍺硅膜側(cè)壁的硅膜提供空間。

去除所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)111包括去除第一側(cè)墻150a下方的部分寬度的硅區(qū)111和去除第二側(cè)墻150b下方的部分寬度的硅區(qū)111。所述寬度指的是垂直于硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁方向上的尺寸。去除所述側(cè)墻下方的部分 寬度的硅區(qū)111的工藝為濕刻工藝。

由于采用反應(yīng)離子刻蝕工藝刻蝕后暴露的硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁與隔離層121的表面垂直，為對硅區(qū)111進(jìn)行濕刻程提供良好的表面形貌基礎(chǔ)，在此表面形貌的基礎(chǔ)上對所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)111進(jìn)行濕法刻蝕，使得對硅區(qū)111進(jìn)行濕法刻蝕后剩余的硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁形貌良好，即剩余的硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁也與隔離層121的表面垂直，使得后續(xù)形成的鍺硅膜和硅區(qū)111之間具有良好的界面態(tài)，有利于提高后續(xù)形成的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)中載流子遷移率。

為了方便描述，去除所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)111后，使得所述開口112還暴露出所述硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁和所述側(cè)墻的部分底部；所述開口112暴露出所述側(cè)墻的部分底部包括：開口112暴露出第一側(cè)墻150a的部分底部和第二側(cè)墻150b的部分底部。

參考圖14，去除所述側(cè)墻下方的部分寬度的硅區(qū)111后，在所述硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁形成鍺硅膜，然后在所述鍺硅膜側(cè)壁形成硅膜，且所述鍺硅膜和所述硅膜位于所述側(cè)墻下方。

具體的，所述鍺硅膜包括位于第一側(cè)墻150a下方的第一鍺硅膜290a和位于第二側(cè)墻150b下方的第二鍺硅膜290b，第一鍺硅膜290a位于第一側(cè)墻150a下方的硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁，第二鍺硅膜290b位于第二側(cè)墻150b下方的硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁。所述硅膜包括位于第一側(cè)墻150a下方的第一硅膜291a和位于第二側(cè)墻150b下方的第二硅膜291b，第一硅膜291a位于第一鍺硅膜290a側(cè)壁，第二硅膜291b位于第二鍺硅膜290b側(cè)壁。

需要說明的是，本實施例中，第一側(cè)墻150a下方的硅區(qū)111、第一鍺硅膜290a和第一硅膜291a構(gòu)成第一有源區(qū)，第二側(cè)墻150b下方的硅區(qū)111、第二鍺硅膜290b和第二硅膜291b構(gòu)成第二有源區(qū)。

所述鍺硅膜的材料為單晶鍺硅。所述鍺硅膜中鍺原子的原子質(zhì)量百分比濃度需要選擇合適的范圍，若所述鍺硅膜中鍺原子的原子質(zhì)量百分比濃度低于15％，導(dǎo)致所述鍺硅膜對硅區(qū)111和所述硅膜的應(yīng)力過小，從而導(dǎo)致形成的第一有源區(qū)和第二有源區(qū)中的載流子遷移率過低；若所述鍺硅膜中鍺原子 的原子質(zhì)量百分比濃度高于45％，導(dǎo)致增加工藝成本，且在工藝上實現(xiàn)的難度增加。故本實施例中，鍺硅膜中鍺原子的原子質(zhì)量百分比濃度選擇為15％～45％。

形成所述鍺硅膜的工藝為選擇性外延生長工藝，采用的氣體為GeH₄、SiH₂Cl₂、H₂和HCl，GeH₄的流量為50sccm～200sccm，SiH₂Cl₂的流量為50sccm～200sccm，H₂的流量為50sccm～100sccm，HCl的流量為100sccm～200sccm，其中SiH₂Cl₂可用SiH₄替代。

若形成所述鍺硅膜的選擇性外延生長工藝采用的腔室壓強超過100torr，會導(dǎo)致形成的鍺硅膜的均勻度變差；若形成所述鍺硅膜的選擇性外延生長工藝采用的腔室壓強小于20torr，會導(dǎo)致生長速度過慢。故本實施例中，形成所述鍺硅膜的選擇性外延生長工藝采用的腔室壓強為20torr～100torr。

若形成所述鍺硅膜的選擇性外延生長工藝采用的溫度超過800攝氏度，導(dǎo)致形成的鍺硅膜的薄膜質(zhì)量下降，容易發(fā)生龜裂，降低第一有源區(qū)和第二有源區(qū)中的載流子遷移率；若形成所述鍺硅膜的選擇性外延生長工藝采用的溫度小于600攝氏度，導(dǎo)致形成的鍺硅膜中存在較多缺陷，且所述鍺硅膜中的鍺原子的濃度會降低，從而降低第一有源區(qū)和第二有源區(qū)中的載流子遷移率。故本實施例中，形成所述鍺硅膜的選擇性外延生長工藝采用的溫度為600攝氏度～800攝氏度。

形成所述硅膜的工藝為選擇性外延生長工藝，采用的氣體為SiH₄、HCl和H₂，SiH₄的流量為50sccm～200sccm，HCl的流量為100sccm～200sccm，H₂的流量為50sccm～100sccm，腔室壓強為20torr～100torr，溫度為600攝氏度～800攝氏度。

參考圖15，在所述硅區(qū)111、鍺硅膜和硅膜的側(cè)壁形成主柵柵氧層。

所述主柵柵氧層包括位于第一硅膜291a側(cè)壁的第一主柵柵氧層292a和位于第二硅膜291b側(cè)壁的第二主柵柵氧層292b。

所述主柵柵氧層的材料為二氧化硅。形成所述主柵柵氧層的工藝為氧化工藝，如干法氧化工藝或濕法氧化工藝。

參考圖16，形成主柵293，所述主柵293橫跨所述主柵柵氧層、側(cè)墻和 硅區(qū)111、鍺硅膜和硅膜。

形成主柵293的工藝參照第一實施例中形成主柵193的工藝，不再詳述。

本實施例中，由于第一有源區(qū)由第一側(cè)墻150a下方的硅區(qū)111、第一鍺硅膜290a和第一硅膜291a構(gòu)成，第二有源區(qū)由第二側(cè)墻150b下方的硅區(qū)111、第二鍺硅膜290b和第二硅膜291b構(gòu)成，第一鍺硅膜290a對第一側(cè)墻150a下方的硅區(qū)111和第一硅膜291a產(chǎn)生應(yīng)力，使得第一有源區(qū)中的載流子遷移率提高，第二鍺硅膜290b對第二側(cè)墻150b下方的硅區(qū)111和第二硅膜291b產(chǎn)生應(yīng)力，使得第二有源區(qū)中的載流子遷移率提高，從而使得形成的半導(dǎo)體器件的性能提高。

本實施例中，形成的半導(dǎo)體器件，參考圖16，包括：半導(dǎo)體襯底100；襯底氧化層101，位于所述半導(dǎo)體襯底100上；第一背柵130，位于所述襯底氧化層101上；隔離層121，位于所述第一背柵130上；硅區(qū)111，位于所述隔離層121表面，所述硅區(qū)111的頂部表面具有側(cè)墻；背柵柵氧層160，覆蓋所述硅區(qū)111的外側(cè)壁；第二背柵170，位于所述第一背柵130上且覆蓋所述背柵柵氧層160側(cè)壁，所述第二背柵170的表面與所述側(cè)墻的頂部表面齊平或低于所述側(cè)墻的頂部表面；柵間隔離層180，位于所述第二背柵170表面；開口112(參考圖13)，貫穿所述硅區(qū)111厚度，所述開口112暴露出所述硅區(qū)111的內(nèi)側(cè)壁和所述側(cè)墻的部分底部；鍺硅膜，位于所述硅區(qū)內(nèi)側(cè)壁，且位于所述側(cè)墻下方；硅膜，位于所述鍺硅膜側(cè)壁，且位于所述側(cè)墻下方；主柵柵氧層，位于所述硅膜側(cè)壁；主柵293，橫跨所述主柵柵氧層、硅區(qū)111、鍺硅膜、硅膜和側(cè)墻。

所述鍺硅膜位于硅區(qū)111和硅膜之間，所述硅膜位于鍺硅膜和主柵柵氧層之間。

所述側(cè)墻包括第一側(cè)墻150a和第二側(cè)墻150b，第一側(cè)墻150a定義第一有源區(qū)的位置，第二側(cè)墻150b定義第二有源區(qū)的位置。所述開口112暴露出所述側(cè)墻的部分底部包括：開口112暴露出第一側(cè)墻150a的部分底部和第二側(cè)墻150b的部分底部。所述鍺硅膜包括位于第一側(cè)墻150a下方的第一鍺硅膜290a和位于第二側(cè)墻150b下方的第二鍺硅膜290b，第一鍺硅膜290a位于 第一側(cè)墻150a下方的硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁，第二鍺硅膜290b位于第二側(cè)墻150b下方的硅區(qū)111內(nèi)側(cè)壁。所述硅膜包括位于第一側(cè)墻150a下方的第一硅膜291a和位于第二側(cè)墻150b下方的第二硅膜291b，第一硅膜291a位于第一鍺硅膜290a側(cè)壁，第二硅膜291b位于第二鍺硅膜290b側(cè)壁。所述主柵柵氧層包括位于第一硅膜291a側(cè)壁的第一主柵柵氧層292a和位于第二硅膜291b側(cè)壁的第二主柵柵氧層292b。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。