專利名稱：一種制作鰭式場效應(yīng)管的翅片結(jié)構(gòu)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制作技術(shù)，特別涉及一種制作鰭式場效應(yīng)管(FinFET)的翅片結(jié)構(gòu)方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)步提高。半導(dǎo)體器件的性能提高主要通過不斷縮小半導(dǎo)體器件的特征尺寸來實現(xiàn)，半導(dǎo)體器件的特征尺寸已經(jīng)縮小到納米級另IJ。半導(dǎo)體器件在這種特征尺寸下，傳統(tǒng)平面制作半導(dǎo)體器件的方法，也就是單柵半導(dǎo)體器件的制作方法已經(jīng)無法適用了，所以出現(xiàn)了多柵半導(dǎo)體器件的制作方法。與單柵半導(dǎo)體器件的制作方法相比較，多柵半導(dǎo)體器件具有更強的短溝道抑制能力、更好的亞閾特性，更高的驅(qū)動能力以及能帶來更高的電路密度。
目前，鰭式場效應(yīng)管(FinFET)作為多柵半導(dǎo)體器件的代表被廣泛使用，F(xiàn)inFET分為雙柵FinFET和三柵FinFET，其中的雙柵FinFET被廣泛使用。圖I為現(xiàn)有技術(shù)雙柵FinFET的制作方法流程圖，結(jié)合圖2a 圖2e所示的現(xiàn)有技術(shù)雙柵FinFET的制作過程剖面結(jié)構(gòu)示意圖，對制作方法進行詳細說明步驟101、提供娃上半導(dǎo)體(SOI, semiconductor on insulator)晶體為襯底材料的襯底11，該襯底11是由體硅區(qū)I、隱埋氧化層2及單晶硅3構(gòu)成，如圖2a所示；步驟102、在該襯底11上形成具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜12，如圖2b所示；在該步驟中，具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜12可以為氮化硅層，形成過程為在襯底11上沉積掩膜12，在掩膜12涂覆光阻膠層后，采用具有翅片結(jié)構(gòu)的光罩曝光涂覆光阻膠層后顯影，在光阻膠層上形成翅片結(jié)構(gòu)圖案的光阻膠層，然后以具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的光阻膠層為掩膜，刻蝕掩膜12，得到具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜12 ；在該步驟中，也可以采用納米壓印方式形成具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜12 ；在圖2b的圓圈中為具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜12立體結(jié)構(gòu)圖；步驟103、以具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜12為遮擋，刻蝕襯底11中的單晶硅3，得到翅片結(jié)構(gòu)13后，去除剩余的掩膜12，如圖2c所示；在圖2c的圓圈中為翅片結(jié)構(gòu)13的立體結(jié)構(gòu)圖；步驟104、在翅片結(jié)構(gòu)13的中間區(qū)域采用離子注入方式進行高摻雜后退火，得到高摻雜區(qū)，然后采用腐蝕溶劑清洗翅片結(jié)構(gòu)13，腐蝕掉中間區(qū)域的高摻雜區(qū)，未摻雜區(qū)未被腐蝕掉，如圖2d所示；在圖2d的圓圈為已經(jīng)經(jīng)過中間區(qū)域摻雜及腐蝕后的翅片結(jié)構(gòu)13的立體結(jié)構(gòu)圖；步驟105、在剩余的翅片結(jié)構(gòu)13表面依次沉積柵極介質(zhì)層及多晶硅層，然后采用光刻和刻蝕工藝再翅片13的中間區(qū)域形成柵極，如圖2e所示；在本步驟中，翅片的兩端分別作為源極和漏極；在圖2e的圓圈為立體結(jié)構(gòu)示意圖；步驟106、對柵極、源極及漏極采用離子注入方式進行摻雜，得到FinFET的器件層，在圖中未示出。圖I中的步驟102 步驟103用于制作FinFET器件層的翅片結(jié)構(gòu)，由于半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，所以翅片結(jié)構(gòu)的特征尺寸也趨于越來越小，也就是翅片結(jié)構(gòu)在厚度上越來越薄，制作完成的FinFET在工作時，其在翅片結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的熱能由于翅片結(jié)構(gòu)厚度的限制無法被及時消散，最終會影響FinFET的工作性能，嚴(yán)重時會導(dǎo)致FinFET停止工作或損壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)方法，該方法所制作的翅片結(jié)構(gòu)在FinFET工作時提高散熱性，防止因為FinFET的翅片結(jié)構(gòu)過熱而導(dǎo)致的FinFET停止工作或損壞。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 一種制作鰭式場效應(yīng)管FinFET的翅片結(jié)構(gòu)方法，該方法包括提供由體硅區(qū)、隱埋氧化層及單晶硅構(gòu)成的襯底，在襯底上形成具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜，在該掩膜的側(cè)壁形成側(cè)墻；以形成有側(cè)墻的具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜為遮擋，對襯底中的單晶硅進行部分刻蝕；濕法去除側(cè)墻；繼續(xù)對掩膜和單晶硅刻蝕，將單晶硅刻蝕完全，在襯底上形成具有半圓柱體翅片結(jié)構(gòu)，去除剩余的掩膜。所述掩膜為氮化硅，所述側(cè)墻為氧化硅。所述在該掩膜的側(cè)壁形成側(cè)墻的過程為在掩膜上沉積二氧化硅層，然后采用干法反刻蝕工藝刻蝕掩膜上表面的二氧化硅層，在該掩膜的側(cè)壁形成側(cè)墻。所述去除剩余的掩膜采用熱磷酸H3P04。所述繼續(xù)對掩膜和單晶硅刻蝕采用干法刻蝕。一種制作鰭式場效應(yīng)管FinFET的方法，所述制作FinFET中的翅片結(jié)構(gòu)采用如上述任一種方法。從上述方案可以看出，本發(fā)明提供的方法所制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)，采用了半圓柱體結(jié)構(gòu)，這樣，與現(xiàn)有技術(shù)的FinFET翅片結(jié)構(gòu)為長方體結(jié)構(gòu)相比，可以提高FinFET翅片結(jié)構(gòu)的散熱面積，從而在FinFET工作時提高散熱性，防止因為FinFET的翅片結(jié)構(gòu)過熱而導(dǎo)致的FinFET停止工作或損壞。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)雙柵FinFET的制作方法流程圖；圖2a 圖2e為現(xiàn)有技術(shù)雙柵FinFET的制作過程剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)方法流程圖；圖4a 圖4e為本發(fā)明提供的制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)過程的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明提供的雙柵FinFET剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。采用背景技術(shù)在制作FinFET時，其中的翅片結(jié)構(gòu)在厚度上很薄，當(dāng)制作完成FinFET工作時，其在翅片結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的熱能由于翅片結(jié)構(gòu)厚度的限制無法被及時消散，最終影響FinFET的工作性能，嚴(yán)重時會導(dǎo)致FinFET停止工作或損壞。因此，為了提高FinFET的翅片結(jié)構(gòu)在FinFET的散熱能力，本發(fā)明更改FinFET的翅片結(jié)構(gòu)，采用半圓柱體結(jié)構(gòu)，這樣，與背景技術(shù)中的FinFET翅片結(jié)構(gòu)為長方體結(jié)構(gòu)相比，提高了 FinFET翅片結(jié)構(gòu)的散熱面積，從而在FinFET工作時提高散熱性，防止因為FinFET的翅片結(jié)構(gòu)過熱而導(dǎo)致的FinFET停止工作或損壞。圖3為本發(fā)明提供的制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)方法流程圖，結(jié)合圖4a 圖4e所示為本發(fā)明提供的制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)過程的剖面示意圖，進行詳細說明 步驟301、提供SOI晶體為襯底材料的襯底11，該襯底11是由體硅區(qū)I、隱埋氧化層2及單晶硅3構(gòu)成，在襯底11上形成具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜41，并在該掩膜41的側(cè)壁形成側(cè)墻42,如圖4a所示；在本步驟中，具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜41可以為氮化硅層，形成過程為在襯底11上沉積掩膜41，在掩膜41涂覆光阻膠層后，采用具有翅片結(jié)構(gòu)的光罩曝光涂覆光阻膠層后顯影，在光阻膠層上形成翅片結(jié)構(gòu)圖案的光阻膠層，然后以具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的光阻膠層為掩膜，刻蝕掩膜41，得到具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜41 ；在該步驟中，也可以采用納米壓印方式形成具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜41 ；在該步驟中，在該掩膜41的側(cè)壁形成側(cè)墻42的過程為在掩膜41上沉積二氧化硅層，然后采用干法反刻蝕工藝刻蝕掩膜41上表面的二氧化硅層，在該掩膜41的側(cè)壁形成側(cè)墻42 ；步驟302、以形成有側(cè)墻的具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜41為遮擋，對襯底11的單晶娃3進行刻蝕,如圖4b所示；在本步驟中，單晶硅3沒有被刻蝕完全；步驟303、濕法去除側(cè)墻42，如圖4c所示；在本步驟中，采用酸洗濕法去除側(cè)墻42，掩膜41并沒有被去除；步驟304、利用掩膜41對單晶硅3繼續(xù)刻蝕，在刻蝕的同時掩膜41也被部分刻蝕掉，形成具有半圓柱體翅片結(jié)構(gòu)的襯底11，如圖4d所示；刻蝕采用干法刻蝕，稱為單晶硅3刻蝕和掩膜41修剪步驟，這個步驟可以進行多次，以便形成具有半圓柱體翅片結(jié)構(gòu)的襯底11; 步驟305、去除剩余的掩膜41，在襯底11上得到具有半圓柱體結(jié)構(gòu)的翅片結(jié)構(gòu)43，如圖4e所示；在本步驟中，去除剩余的掩膜41采用熱磷酸(H3P04)；圖4e所示的圓圈中是具有半圓柱體結(jié)構(gòu)的翅片結(jié)構(gòu)43的立體圖；在襯底11上制作完具有半圓柱體結(jié)構(gòu)的翅片結(jié)構(gòu)43后，首先在翅片結(jié)構(gòu)43的中間區(qū)域采用離子注入方式進行高摻雜后退火，得到高摻雜區(qū)，然后采用腐蝕溶劑清洗翅片結(jié)構(gòu)43，腐蝕掉中間區(qū)域的高摻雜區(qū)，未摻雜區(qū)未被腐蝕掉，再次在剩余的翅片結(jié)構(gòu)43表面依次沉積柵極介質(zhì)層及多晶硅層，然后采用光刻和刻蝕工藝在翅片結(jié)構(gòu)13的中間區(qū)域形成柵極，翅片結(jié)構(gòu)13的兩端分別作為源極和漏極；最后對形成的柵極、源極及漏極采用離子注入方式進行摻雜，得到FinFET的器件層，如圖5所示，圖5中圓圈部分為得到的FinFET器件層的立體結(jié)構(gòu)圖。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制作鰭式場效應(yīng)管FinFET的翅片結(jié)構(gòu)方法，該方法包括 提供由體硅區(qū)、隱埋氧化層及單晶硅構(gòu)成的襯底，在襯底上形成具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜，在該掩膜的側(cè)壁形成側(cè)墻； 以形成有側(cè)墻的具有翅片結(jié)構(gòu)圖案的掩膜為遮擋，對襯底中的單晶硅進行部分刻蝕； 濕法去除側(cè)墻； 繼續(xù)對掩膜和單晶硅刻蝕，將單晶硅刻蝕完全，在襯底上形成具有半圓柱體翅片結(jié)構(gòu)，去除剩余的掩月吳。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述掩膜為氮化硅，所述側(cè)墻為氧化硅。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述在該掩膜的側(cè)壁形成側(cè)墻的過程為 在掩膜上沉積二氧化硅層，然后采用干法反刻蝕工藝刻蝕掩膜上表面的二氧化硅層，在該掩膜的側(cè)壁形成側(cè)墻。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述去除剩余的掩膜采用熱磷酸H3P04。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述繼續(xù)對掩膜和單晶硅刻蝕采用干法刻蝕。
6.一種制作鰭式場效應(yīng)管FinFET的方法，其特征在于，所述制作FinFET中的翅片結(jié)構(gòu)采用如權(quán)利要求I 5中任一權(quán)利要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)方法，所制作FinFET的翅片結(jié)構(gòu)，采用了半圓柱體結(jié)構(gòu)，這樣，與現(xiàn)有技術(shù)的FinFET翅片結(jié)構(gòu)為長方體結(jié)構(gòu)相比，可以提高FinFET翅片結(jié)構(gòu)的散熱面積，從而在FinFET工作時提高散熱性，防止因為FinFET的翅片結(jié)構(gòu)過熱而導(dǎo)致的FinFET停止工作或損壞。
文檔編號H01L21/336GK102931062SQ20111022762
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者張海洋, 胡敏達 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司