鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著工藝節(jié)點逐漸減小，金屬柵極工藝得到了廣泛應(yīng)用，來獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當器件的特征尺寸(CriticalDimens1n,⑶)進一步下降時，即使采用金屬柵極工藝，常規(guī)的MOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無法滿足對器件性能的需求，多柵器件作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]鰭式場效應(yīng)管(FinFET)是一種常見的多柵器件。FinFET中，柵極至少可以從兩側(cè)對溝道進行控制，比常規(guī)的MOS場效應(yīng)管對溝道的控制能力強，能夠很好的抑制短溝道效應(yīng)。而且，F(xiàn)inFET與現(xiàn)有集成電路生產(chǎn)技術(shù)的兼容性良好。
[0004]圖1?圖4是現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場效應(yīng)管的形成步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體包括:
[0005]參考圖1，提供硅襯底100，在硅襯底100上形成圖形化的光刻膠層101。
[0006]參考圖2，以所述圖形化的光刻膠層101為掩膜，刻蝕硅襯底100，在硅襯底100中形成至少兩個凸起結(jié)構(gòu)102’。接著，去除圖形化的光刻膠層101。
[0007]參考圖3，在所述硅襯底100的表面形成氧化硅層103’，氧化硅層103’頂面高于凸起結(jié)構(gòu)102’的頂面。
[0008]參考圖4，去除高于所述凸起結(jié)構(gòu)102’的氧化硅層103’。接著，采用反應(yīng)離子刻蝕或濕法腐蝕去除兩個相鄰?fù)蛊鸾Y(jié)構(gòu)102’之間的部分厚度的氧化硅層103’，高于剩余氧化硅層103’表面的凸起結(jié)構(gòu)102’為鰭式場效應(yīng)晶體管的鰭部102，剩余的氧化硅層為鰭式場效應(yīng)晶體管的絕緣層103。
[0009]采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決的問題是采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能不佳。
[0011]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括:
[0012]提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底中形成至少兩個分立的凸起結(jié)構(gòu)；
[0013]在所述凸起結(jié)構(gòu)表面及所述半導(dǎo)體襯底表面形成保護層；
[0014]在所述保護層表面形成第一介質(zhì)層，且所述第一介質(zhì)層頂面高于所述凸起結(jié)構(gòu)；
[0015]去除高于所述凸起結(jié)構(gòu)的第一介質(zhì)層及兩個相鄰?fù)蛊鸾Y(jié)構(gòu)之間的部分厚度的第一介質(zhì)層，所述高于剩余第一介質(zhì)層表面的凸起結(jié)構(gòu)為鰭式場效應(yīng)晶體管的鰭部。
[0016]可選的，所述保護層為氮化層。
[0017]可選的，所述氮化層的材料為氮化硅或氮氧化硅。
[0018]可選的，所述保護層的形成方法為等離子轟擊或沉積中的一種或兩種。
[0019]可選的，所述保護層的形成方法為等離子轟擊，所述等離子為含氮等離子。
[0020]可選的，所述含氮等離子為氮等離子體，由氮氣離子化而成。
[0021]可選的，所述氮等離子體注入的劑量為IX 114?5X 1016atom/cm2，所述氮等離子體注入時的射頻功率為500?3500W，所述氮等離子體注入的時間為10?600s。
[0022]可選的，所述沉積為原子層沉積。
[0023]可選的，所述氮化層的厚度為5?50埃。
[0024]可選的，形成所述鰭部后，還包括去除所述鰭部表面保護層的步驟。
[0025]可選的，去除所述鰭部表面保護層的方法為濕法腐蝕，濕法腐蝕劑為熱磷酸溶液。
[0026]可選的，去除高于所述凸起結(jié)構(gòu)的第一介質(zhì)層及兩個相鄰?fù)蛊鸾Y(jié)構(gòu)之間的部分厚度的第一介質(zhì)層的方法為等離子體刻蝕或者濕法腐蝕。
[0027]可選的，形成至少兩個分立的凸起結(jié)構(gòu)的步驟之后，在所述凸起結(jié)構(gòu)表面及半導(dǎo)體襯底表面形成保護層的步驟之前，還包括:在所述凸起結(jié)構(gòu)表面及所述半導(dǎo)體襯底表面形成第二介質(zhì)層。
[0028]可選的，所述第二介質(zhì)層的材料為氧化硅，所述第二介質(zhì)層的形成方法為爐管氧化或單晶圓反應(yīng)腔室氧化。
[0029]可選的，所述第一介質(zhì)層的材料為氧化硅，所述第一介質(zhì)層的形成方法為沉積。
[0030]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:
[0031]第一介質(zhì)層與保護層的刻蝕選擇比大，因此，去除兩個相鄰?fù)蛊鸾Y(jié)構(gòu)之間的部分厚度的第一介質(zhì)層時，保護層可以保護凸起結(jié)構(gòu)在去除上述位置的部分厚度的第一介質(zhì)層的過程中不受損傷，從而減小形成的鰭部表面粗糙度，提高鰭部表面的電子和空穴在鰭部的遷移率，進而提高后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。
【附圖說明】
[0032]圖1?圖4是現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場效應(yīng)管的形成步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5?圖11是本發(fā)明具體實施例中的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]經(jīng)過發(fā)現(xiàn)和分析，采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能不佳的原因如下:
[0035]參考圖3和圖4，采用反應(yīng)離子刻蝕或濕法腐蝕去除兩個相鄰?fù)蛊鸾Y(jié)構(gòu)102’之間的部分厚度的氧化硅層103’時，由于氧化硅層103’與硅襯底100的刻蝕選擇比低，在反應(yīng)離子刻蝕或濕法腐蝕的過程中，會對后續(xù)形成的鰭部102表面造成損傷，從而使后續(xù)形成的鰭部102表面粗糙，因此，影響電子和空穴在鰭部102的遷移率，進而影響后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。
[0036]為此，本發(fā)明提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，采用本發(fā)明的方法能夠提高鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。
[0037]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的說明。
[0038]參考圖5和圖6，提供半導(dǎo)體襯底200，在所述半導(dǎo)體襯底200中形成至少兩個分立的凸起結(jié)構(gòu)204’。
[0039]本實施例中，半導(dǎo)體襯底200是硅襯底。其他實施例中，半導(dǎo)體襯底也可以為鍺硅襯底、II1- V族元素化合物襯底、碳化硅襯底或其疊層結(jié)構(gòu)，或金剛石襯底，或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他半導(dǎo)體材料襯底。
[0040]本實施例中，參考圖3，半導(dǎo)體襯底200上還形成有墊氧層201，在墊氧層201上形成阻擋層202。阻擋層202在后續(xù)的化學(xué)機械研磨操作中作為研磨阻擋層，防止對后續(xù)形成的第一介質(zhì)層進行過研磨。阻擋層202的材料為氮化硅，形成方法為化學(xué)氣相沉積。墊氧層201的作用是為了防止阻擋層202和半導(dǎo)體襯底200之間由于熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力破壞。墊氧層201的材料為氧化硅，形成方法為化學(xué)氣相沉積。
[0041]其他實施例中，在半導(dǎo)體襯底上也可以不形成墊氧層和阻擋層，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0042]本實施例中，形成阻擋層202后，在阻擋層202的表面形成圖案化的掩膜層203，以圖案化的掩膜層203為掩膜，依次對阻擋層202、墊氧層201和半導(dǎo)體襯底200進行刻蝕，在半導(dǎo)體襯底200中形成至少兩個分立的凸起結(jié)構(gòu)204’ (參考圖6)。
[0043]本實施例中，掩膜層203由下至上依次包括:圖形膜層、介質(zhì)層抗反射層(Dielectric Ant1-Reflec1n Coat,DARC)和光刻膠層。其中圖形膜層的材料為無定型碳。介質(zhì)層抗反射層的材料為氮氧化娃(S1N)、碳摻雜氧化娃(SiCO)或者氮化娃(SiN)。
[0044]之所以選擇多層結(jié)