本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。
背景技术：
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。器件作为最基本的半导体器件，目前正被广泛应用，传统的平面器件对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应而导致漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。
为了克服器件的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(finfet)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件，鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且隔离层表面低于鳍部顶部；位于隔离层表面，以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。
然而，现有技术形成的半导体器件的性能较差。
技术实现要素：
本发明解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提高半导体器件的性能。
为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括切割区和非切割区；在所述衬底上形成若干分立排布的第一鳍部；去除所述切割区的所述衬底上的所述第一鳍部，在所述切割区的所述衬底上形成若干分立排布第二鳍部；所述第二鳍部的材料为非半导体材料。
可选的，所述第二鳍部的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或碳化硅。
可选的，所述第一鳍部的材料为硅或硅锗。
可选的，去除所述切割区的所述衬底上的所述第一鳍部，在所述切割区的所述衬底上形成第二鳍部之前，还包括：在所述衬底上形成隔离层，所述隔离层覆盖所述第一鳍部的侧壁。
可选的，形成所述隔离层之后，还包括：在所述隔离层上形成光刻胶层，所述光刻胶层的开口暴露出所述切割区的所述第一鳍部的顶部表面。
可选的，形成所述第二鳍部之后，还包括：刻蚀去除部分厚度的所述隔离层。
可选的，采用干法刻蚀或湿法刻蚀去除所述切割区的所述衬底上的所述第一鳍部。
可选的，形成所述第二鳍部的方法为化学气相沉积或物理气相沉积或原子层气相沉积。
可选的，在所述衬底上形成若干分立排布的第一鳍部之前，还包括：在所述衬底上形成硬掩膜层。
可选的，形成第二鳍部之后，还包括：在所述第一鳍部和所述第二鳍部的侧壁和顶部上形成功函数层。
可选的，形成所述功函数层之后，还包括：在所述功函数层上形成金属层。
可选的，在形成所述功函数层之前，还包括，在所述第一鳍部和所述第二鳍部的侧壁和顶部形成氧化层。
可选的，形成所述金属层之后，去除所述第二鳍部顶部的所述金属层。
相应的，利用上述形成方法，本发明还提供一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底包括切割区和非切割区；若干第一鳍部，分立排布于所述衬底的非切割区上；若干第二鳍部，分立排布于所述衬底的切割区上，且所述第二鳍部的材料为非半导体材料。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
预先在衬底上定义好切割区和非切割区，将切割区上的第一鳍部去掉，替换成第二鳍部，由于第二鳍部的材料为非半导体材料，这样后续形成栅极结构时，直接实现了栅极结构在切割区的切割，不需要再对形成的栅极结构进行切割工艺，从而避免了对形成的栅极结构的损伤，提高了形成的半导体器件的质量，便于实现栅极结构切割工艺的产量化，扩大半导体器件的使用范围。
附图说明
图1至图4是一实施例中半导体器件的结构示意图；
图5至图15是本发明一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。
具体实施方式
目前形成的栅极结构的质量差，从而造成形成的半导体器件的性能不稳定，限制了半导体器件的使用，具体的形成过程参考图1至图4。
首先参考图1，提供衬底100，所述衬底100上形成若干鳍部110。
参考图2，在所述衬底100上形成横跨鳍部110的栅极结构120。
所述栅极结构120包括位于所述衬底100和所述鳍部110的侧壁和顶部上的栅氧化层121、位于栅氧化层121上的功函数层122，以及位于功函数层122上的金属层123。
参考图3，所述栅极结构120上形成光刻胶层130，所述光刻胶层130的开口对应相邻鳍部110之间的部分所述栅极结构120。
参考图4，以光刻胶层130为掩膜，对相邻鳍部110之间的所述栅极结构120进行切割，至暴露出所述氧化层121的表面，去掉所述光刻胶层130。
发明人发现，利用这样方法形成的栅极结构的质量较差，这是由于在进行栅极结构切割时，会对相邻的鳍部侧壁上形成的功函数层造成损伤，从而影响形成的栅极结构的质量，从而造成形成的半导体器件的性能不稳定，限制了半导体器件的使用；另外，由于半导体器件的尺寸不断缩小，光刻胶层的开口尺寸不容易控制，且光刻胶层的开口不容易对准，增加工艺的难度，从而使得利用光刻胶层进行栅极结构的切割的工艺不易产量化，且工艺难度高。
发明人研究发现，预先在衬底上定义出切割区和非切割区，在衬底的切割区形成第二鳍部，利用第二鳍部的材料为非半导体材料，在后续形成栅极结构时，直接实现了在切割区的栅极结构的切割，不需要再对形成的栅极结构进行切割，简化了工艺流程，且不损伤形成的栅极结构，使得形成的栅极结构的质量得到提高；同时这种不需要利用光刻胶层就可以形成栅极结构的切割工艺容易实现产量化，扩大半导体器件的使用且提高形成的半导体器件的质量。
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地说明。
图5至图15是本发明一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。
首先参考图5，提供衬底200，所述衬底200包括切割区210和非切割区220。
本实施例中，所述衬底200的材料为硅；其他实施例中，所述衬底200的材料还为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟；或所述衬底200的材料还可以为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底。
参考图6，在所述衬底200上形成硬掩膜层230。
本实施例中，在所述衬底200上形成所述硬掩膜层230；其他实施例中，还可不在所述衬底200上形成所述硬掩膜层230。
本实施例中，在所述衬底200上形成所述硬掩膜层230的原因在于：便于图形的准确传递，从而形成质量好的鳍部。
参考图7，在所述衬底200上形成若干分立排布的第一鳍部300。
本实施例中，形成所述第一鳍部300的方法为图形化所述衬底200，从而在所述衬底200上形成若干分立排布的所述第一鳍部300。
本实施例中，形成所述第一鳍部300后，所述硬掩膜层230位于所述第一鳍部300的顶部。
本实施例中，所述第一鳍部300的材料为硅；其他实施例中，所述第一鳍部300的材料还可为硅锗(sige)。
本实施例中，形成所述第一鳍部300的步骤包括：在所述硬掩膜层230上形成图形化层(图中未示出)，所述图形化层对应需要形成的所述第一鳍部300的位置，以图形化层为掩膜，刻蚀部分厚度的所述衬底200，在所述衬底200上形成若干分立排布的所述第一鳍部300，去除图形化层。
其他实施例中，还可在所述衬底200上沉积所述第一鳍部300的材料层，在所述第一鳍部300的材料层上形成图形化层，所述图形化层对应形成的所述第一鳍部300的位置，以图形化层为掩膜，刻蚀所述第一鳍部300的材料层至暴露出所述衬底200的表面，在所述衬底200上形成若干分立排布的所述第一鳍部300，去除图形化层。
参考图8，在所述衬底200上形成隔离层240，所述隔离层240覆盖所述第一鳍部300的侧壁。
本实施例中，所述隔离层240的顶部表面与所述第一鳍部300的顶部表面齐平。
本实施例中，形成所述隔离层240之后，去除所述硬掩膜层230。
本实施例中，所述隔离层240的材料为氧化硅；其他实施例中，所述隔离层240的材料为氮化硅、氮氧化硅等。
本实施例中，在所述衬底200上形成所述隔离层240的目的一方面在后续去除所述切割区210上的所述第一鳍部300时，能够保证所述非切割区220上的所述第一鳍部300不受到损伤；另外一方面，形成好所述第一鳍部300和第二鳍部之后，将所述隔离层240的部分厚度去除，所述隔离层240将相邻鳍部之间进行隔离，防止后续出现漏电、短路等现象。
形成所述隔离层240的方法包括：在所述衬底200上形成覆盖所述第一鳍部300的隔离层膜(未图示)；回刻蚀隔离层膜，形成所述隔离层240。
形成所述隔离层膜的工艺为沉积工艺，如流体化学气相沉积工艺。采用流体化学气相沉积工艺形成隔离层膜，使隔离层膜的填充性能较好。
形成隔离层膜所采用的流体化学气相沉积工艺的步骤包括：在衬底200上形成隔离流体层；进行水汽退火，使所述隔离流体层形成隔离层膜。
所述水汽退火的参数包括：采用的气体包括氧气、臭氧和气态水，退火温度为350摄氏度～750摄氏度。
参考图9，在所述隔离层240上形成光刻胶层250，所述光刻胶层250的开口暴露出所述切割区210的所述第一鳍部300的顶部表面。
本实施例中，所述光刻胶层250的材料为氟化氪(krf)；其他实施例中，所述光刻胶层250的材料还可为氟化氩(arf)。
参考图10，以所述光刻胶层250为掩膜，去除所述切割区210的所述衬底上的第一鳍部300，形成开口260，去除所述光刻胶层250。
本实施例中，采用干法刻蚀去除所述切割区210的所述衬底200上的第一鳍部300；其他实施例中，还可采用湿法刻蚀去除所述切割区210的所述衬底200上的第一鳍部300。
本实施例中，采用各项异性的干法刻蚀去除所述切割区210的所述衬底200上的所述第一鳍部300，所述干法刻蚀的参数包括：采用的刻蚀气体包括hbr和ar，其中，hbr的流速为10sccm～1000sccm，ar的流速为10sccm～1000sccm。
本实施例中，采用灰化的工艺去除所述光刻胶层250，所述灰化工艺的气体为含氧气体，例如氧气或臭氧；其他实施例中，还可采用湿法去胶工艺去除所述光刻胶层250。
参考图11，在所述切割区210的所述衬底200上形成第二鳍部400。
本实施例中，在所述形成开口260内形成所述第二鳍部400。
所述第二鳍部400的材料为非半导体材料。
本实施例中，所述第二鳍部400的材料为氮化硅；其他实施例中，所述第二鳍部400的材料还可为氧化硅、氮氧化硅或碳化硅等。
本实施例中，由于所述第二鳍部400的材料为非半导体材料，在后续形成栅极结构的时候，所述第二鳍部400直接起到将形成的栅极结构在所述切割区210处实现分割的作用，这就简化了原先利用图形化层实现栅极结构切割的过程，提高了形成的栅极结构的质量，使得栅极结构切割的过程实现产量化。
本实施例中，形成所述第二鳍部400的步骤包括：在所述开口260内沉积所述第二鳍部400的材料，之后平坦化所述第二鳍部400的材料，直至所述第二鳍部400的顶部表面与所述隔离层240的表面齐平。
本实施例中，采用化学气相沉积法形成所述第二鳍部400；其他实施例中，还可采用物理气相沉积法或原子层气相沉积法等形成所述第二鳍部400。
参考图12，刻蚀去除部分厚度的所述隔离层240。
本实施例中，采用干法刻蚀去除部分厚度的所述隔离层240，刻蚀后所述隔离层240的顶部表面低于所述第一鳍部300和所述第二鳍部400的顶部表面。
本实施例中，刻蚀所述隔离层240的工艺为各向同性的干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺参数包括：采用的气体包括cf4气体、ch3f气体和o2，cf4气体的流量为5sccm～100sccm，ch3f气体的流量为8sccm～50sccm，o2的流量为10sccm～100sccm，腔室压强为10mtorr～2000mtorr，射频功率为50w～300w，偏置电压为30v～100v，时间为4秒～50秒。
参考图13，在所述第一鳍部300和所述第二鳍部400的侧壁和顶部形成氧化层500。
本实施例中，形成的所述氧化层500作为鳍部的表面和功函数层之间的粘附层，从而便于能够在所述第一鳍部300和所述第二鳍部400的侧壁和顶部形成质量好的功函数层，提高形成的半导体器件的质量。
参考图14，在所述第一鳍部300和所述第二鳍部400的侧壁上形成功函数层600，在所述功函数层上形成金属层700。
本实施例中，在所述氧化层500上形成形成功函数层600，在所述功函数层600上形成金属层700。
本实施例中，所述功函数层600的材料为ta；其他实施例中，所述功函数层600的材料还可为tin、tan、tasin、tisin、tial、tialc、taaln中的一种或几种。
本实施例中，所述金属层700的材料为钨；其他实施例中，所述金属层700的材料为al、cu、ag、au、pt、ni、ti中的一种或几种。
本实施例中，形成的所述氧化层500、所述功函数层600以及所述金属层700构成栅极结构。
本实施例中，由于在所述切割区210的所述衬底200上形成所述第二鳍部400，利用所述第二鳍部400的材料为非半导体材料，直接将栅极结构在所述切割区210处实现切割，不需要再对形成的栅极结构进行图形化切割，简化了工艺的流程；同时由于不需要对形成的栅极结构进行切割，减少了对形成在所述第一鳍部310侧壁上的所述功函数层600的影响，提高了在所述第一鳍部310的侧壁形成的所述功函数层600的质量，这样利于提供形成的半导体器件的性能和稳定性，扩大了半导体器件的使用。
本实施例中，栅极结构的形成可以是前栅工艺，也可以是后栅工艺。
参考图15，形成所述金属层700之后，去除所述第二鳍部400顶部的所述金属层700，在所述第二鳍部400顶部形成介质层800。
本实施例中，所述介质层800采用原子层气相沉积法形成；其他实施例中，还可采用化学气相沉积法或物理气相沉积法形成所述介质层800。
本实施例中，所述介质层800的材料为氧化硅；其他实施例中，所述介质层800的材料还可为氮化硅。
利用上述的形成方法，本发明还提供一种半导体器件，包括：衬底200，所述衬底200包括切割区210和非切割区220；若干第一鳍部300，位于所述非切割区220的所述衬底200上；若干第二鳍部400，位于所述切割区210的所述衬底200上；隔离层240，位于所述衬底200上，所述隔离层240覆盖所述第一鳍部300和所述第二鳍部400的部分侧壁；氧化层500，位于所述第一鳍部300和所述第二鳍部400的侧壁和顶部上；功函数层600，位于所述氧化层500上；金属层700，位于所述功函数层600上；介质层800，位于所述第二鳍部400顶部。
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。
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底包括切割区和非切割区；
在所述衬底上形成若干分立排布的第一鳍部；
去除所述切割区的所述衬底上的所述第一鳍部，在所述切割区的所述衬底上形成若干分立排布的第二鳍部，所述第二鳍部的材料为非半导体材料。
2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第二鳍部的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或碳化硅。
3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一鳍部的材料为硅或硅锗。
4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，去除所述切割区的所述衬底上的所述第一鳍部，在所述切割区的所述衬底上形成第二鳍部之前，还包括：在所述衬底上形成隔离层，所述隔离层覆盖所述第一鳍部的侧壁。
5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，形成所述隔离层之后，还包括：在所述隔离层上形成光刻胶层，所述光刻胶层的开口暴露出所述切割区的所述第一鳍部的顶部表面。
6.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，形成所述第二鳍部之后，还包括：刻蚀去除部分厚度的所述隔离层。
7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀或湿法刻蚀去除所述切割区的所述衬底上的所述第一鳍部。
8.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第二鳍部的方法为化学气相沉积或物理气相沉积或原子层气相沉积。
9.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述衬底上形成若干分立排布的第一鳍部之前，还包括：在所述衬底上形成硬掩膜层。
10.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成第二鳍部之后，还包括：
在所述第一鳍部和所述第二鳍部的侧壁和顶部上形成功函数层。
11.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，形成所述功函数层之后，还包括：在所述功函数层上形成金属层。
12.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，在形成所述功函数层之前，还包括，在所述第一鳍部和所述第二鳍部的侧壁和顶部形成氧化层。
13.如权利要求11所述的形成方法，其特征在于，形成所述金属层之后，去除所述第二鳍部顶部的所述金属层。
14.一种如权利要求1-13任一所述的形成方法形成的半导体器件，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括切割区和非切割区；
若干第一鳍部，分立排布于所述衬底的非切割区上；
若干第二鳍部，分立排布于所述衬底的切割区上，且所述第二鳍部的材料为非半导体材料。
技术总结