保護(hù)作用，鰭部201頂部表面的半導(dǎo)體氮化層207只能從鰭 部201頂部往下刻蝕，直至暴露出鰭部201的頂部表面。同時(shí)，由前述分析可知位于半導(dǎo)體 氮化層207下方的剩余的鰭部201也具有平整的頂部表面。
[0106] 綜合上述優(yōu)勢(shì)，本實(shí)施例中剩余鰭部201頂部表面平坦，使得開口 208具有良好的 底部形貌，有利于后續(xù)在所述鰭部201頂部表面形成質(zhì)量較高的應(yīng)力層。
[0107] 并且，由于前述在選擇性氮化處理過程中，選擇性氮化處理對(duì)側(cè)墻層215幾乎沒 有氮化能力，能夠避免所述濕法刻蝕工藝對(duì)側(cè)墻層215造成刻蝕，使得側(cè)墻層215對(duì)剩余鰭 部201的保護(hù)作用足夠的強(qiáng)，防止剩余鰭部201側(cè)壁被暴露出來。
[0108] 在其他實(shí)施例中，如圖13所示，當(dāng)側(cè)墻層215僅位于鰭部201側(cè)壁表面和部分隔 離層202表面時(shí)，部分隔離層202暴露在濕法刻蝕環(huán)境中；然而同樣的，由于選擇性氮化處 理對(duì)隔離層202幾乎沒有氮化能力，因此隔離層202的材料性能保持不變，使得濕法刻蝕工 藝不會(huì)對(duì)隔離層202進(jìn)行刻蝕，從而使得隔離層202保持有良好的電隔離作用。
[0109] 本實(shí)施例以進(jìn)行一次選擇性氮化處理為例作示范性說明，在其他實(shí)施例中，也可 以重復(fù)進(jìn)行若干次選擇性氮化處理，且在每一次選擇性氮化處理之后，采用濕法刻蝕工藝 刻蝕去除形成的半導(dǎo)體氮化層，直至相鄰側(cè)墻層和剩余的鰭部之間構(gòu)成的開口達(dá)到預(yù)定目 標(biāo)值。
[0110] 如圖13所示，當(dāng)側(cè)墻層215僅位于鰭部201側(cè)壁表面和部分隔離層202表面是， 側(cè)墻層215是經(jīng)由回刻蝕工藝形成的，所述回刻蝕工藝可能會(huì)在鰭部201頂部形成V型溝 槽；然而由于濕法刻蝕工藝對(duì)形成的半導(dǎo)體氮化層207的刻蝕速率均勻，因此所述濕法刻 蝕工藝不會(huì)加劇V型溝槽的問題，使得剩余的鰭部201頂部表面的V型溝槽尺寸在應(yīng)力層 生長工藝能夠接受的范圍。特別的，在重復(fù)進(jìn)行選擇性氮化處理以形成半導(dǎo)體氮化層207、 去除形成的半導(dǎo)體氮化層207的工藝過程中，剩余的鰭部201頂部的V型溝槽尺寸將逐漸 變小，甚至能夠使剩余的鰭部201獲得平整的頂部表面。
[0111] 請(qǐng)參考圖15,在所述開口 208(參考圖14)內(nèi)填充應(yīng)力層209。
[0112] 作為一個(gè)實(shí)施例，待形成的鰭式場效應(yīng)管為PM0S器件時(shí)，所述應(yīng)力層209的材料 為SiGe或SiGeB，所述應(yīng)力層209能夠?qū)艠O結(jié)構(gòu)下方的作為溝道區(qū)域的鰭部201產(chǎn)生壓 應(yīng)力作用，從而提高溝道區(qū)域內(nèi)的空穴迀移率，提高P型鰭式場效應(yīng)管的性能。
[0113] 作為另一實(shí)施例，待形成的鰭式場效應(yīng)管為NM0S器件時(shí)，所述應(yīng)力層209的材料 為SiC或SiCP，所述應(yīng)力層209能夠?qū)艠O結(jié)構(gòu)下方的作為溝道區(qū)域的鰭部201產(chǎn)生拉應(yīng) 力作用，從而提高溝道區(qū)域內(nèi)的電子迀移率，提高N型鰭式場效應(yīng)管的性能。
[0114] 采用選擇性外延工藝在鰭部201的頂部表面形成應(yīng)力層209。本實(shí)施例以所述應(yīng) 力層209的材料為SiGe為例做示范性說明，所述選擇性外延工藝的反應(yīng)溫度為600°C~ 1100°C，壓強(qiáng)為1托~500托，采用硅源和鍺源氣體反應(yīng)形成SiGe，其中，硅源氣體是SiH 4 或SiH2Cl2，鍺源氣體為GeH4，還包括HC1氣體以及H 2，其中硅源氣體、鍺源氣體、HC1的流量 均為 lsccm ~lOOOsccm，H2的流量是 0? lslm ~50slm。
[0115] 由于鍺硅晶體在各個(gè)方向上的生長速率不同，所以最終形成的應(yīng)力層209的剖面 形狀近似為五邊形。由于開口 208具有良好的底部形貌，所述開口 208底部表面平坦，所以 形成的應(yīng)力層209具有較高的沉積質(zhì)量。
[0116] 而現(xiàn)有技術(shù)中，開口底部表面具有較大的V型溝槽，導(dǎo)致形成的應(yīng)力層的質(zhì)量低 下。
[0117] 形成所述應(yīng)力層209之后，可以對(duì)所述應(yīng)力層209進(jìn)行摻雜離子注入，本實(shí)施例 中，所述摻雜離子作為P型離子，例如B、Ga或In。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以在形 成所述應(yīng)力層209的過程中，采用原位摻雜工藝，在外延過程中通入摻雜氣體，形成具有摻 雜離子的應(yīng)力層209。
[0118] 在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述應(yīng)力層的材料也可以是SiC，所述應(yīng)力層可以具有 N型摻雜離子，例如P、As或Sb。
[0119] 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(dòng)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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，包括： 提供襯底，所述襯底表面形成有若干分立的鰭部； 在所述襯底表面形成隔離層，所述隔離層頂部低于所述鰭部頂部且覆蓋于鰭部的部分 側(cè)壁表面； 形成覆蓋于鰭部側(cè)壁表面的側(cè)墻層，且所述側(cè)墻層暴露出鰭部的頂部表面； 對(duì)所述鰭部的頂部進(jìn)行選擇性氮化處理，將部分厚度的鰭部轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體氮化層； 采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除所述半導(dǎo)體氮化層，以使相鄰側(cè)墻層和剩余的鰭部之間構(gòu) 成開口； 在所述開口內(nèi)填充應(yīng)力層。2. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述選擇性氮化處理 對(duì)鰭部材料的氮化速率大于對(duì)隔離層材料的氮化速率。3. 如權(quán)利要求2所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，在所述選擇性氮化處 理過程中，隔離層的材料保持不變。4. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的材料為硅； 所述隔離層的材料為氧化硅。5. 如權(quán)利要求4所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體氮化層的 材料為氮化硅；所述側(cè)墻層的材料為氧化硅或氮氧化硅。6. 如權(quán)利要求4所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述選擇性氮化處理 的腔室壓強(qiáng)為0.1托至20托。7. 如權(quán)利要求4所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，采用微波方法或電感 耦合方法，形成所述含氮等離子體。8. 如權(quán)利要求7所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述含氮等離子體提 供的能量大于Si-Si鍵的鍵能、小于Si-Ο鍵的鍵能。9. 如權(quán)利要求7所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，利用微波方法進(jìn)行所 述選擇性氮化處理的工藝參數(shù)為：反應(yīng)氣體為N 2, N2流量為5〇SCCm至50〇SCCm，腔室溫度為 300攝氏度至500攝氏度，腔室壓強(qiáng)為1托至10托，源功率為0瓦至1000瓦。10. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，采用含氮等離子體進(jìn) 行所述選擇性氮化處理。11. 如權(quán)利要求10所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，將含氮?dú)怏w進(jìn)行等 離子體化以形成含氮等離子體，含氮?dú)怏w為隊(duì)和Ar的組合、N 2和He的組合、或者N 2。12. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝的 刻蝕液體為磷酸溶液，其中，磷酸溶液的溫度為120攝氏度至180攝氏度，濕法刻蝕工藝的 刻蝕時(shí)長為5秒至10分鐘。13. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，重復(fù)進(jìn)行若干次選擇 性氮化處理，且在每一次選擇性氮化處理之后，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除形成的半導(dǎo)體 氮化層，直至相鄰側(cè)墻層和剩余的鰭部之間構(gòu)成的開口深度達(dá)到預(yù)定目標(biāo)值。14. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述側(cè)墻層除位于鰭 部的側(cè)壁表面外，還覆蓋于隔離層表面。15. 如權(quán)利要求14所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，形成所述側(cè)墻層的 工藝步驟包括：形成覆蓋于隔離層表面、鰭部的頂部表面和側(cè)壁表面的側(cè)墻膜；在所述側(cè) 墻膜表面形成有機(jī)材料膜，且所述有機(jī)材料膜頂部高于側(cè)墻膜頂部；研磨去除高于鰭部頂 部的側(cè)墻膜以及有機(jī)材料膜，形成覆蓋于鰭部的側(cè)壁表面以及隔離層表面的側(cè)墻層、以及 位于側(cè)墻層表面的有機(jī)材料層，所述側(cè)墻層、有機(jī)材料層與鰭部頂部齊平；去除所述有機(jī)材 料層。16. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述側(cè)墻層位于鰭部 側(cè)壁表面和部分隔離層表面。17. 如權(quán)利要求16所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，形成所述側(cè)墻層的 工藝步驟包括：形成覆蓋于隔離層表面、鰭部的頂部表面和側(cè)壁表面的側(cè)墻膜；采用無掩 膜刻蝕工藝，回刻蝕去除位于鰭部頂部表面以及部分隔離層表面的側(cè)墻膜，形成覆蓋于鰭 部的側(cè)壁表面以及部分隔離層表面的側(cè)墻層。18. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，采用外延工藝形成所 述應(yīng)力層。19. 如權(quán)利要求18所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述應(yīng)力層的材料 為 SiGe、SiGeB、SiC 或 SiCP。20. 如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，在形成所述側(cè)墻層之 前，在所述隔離層表面形成橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋鰭部的部分頂部 表面和側(cè)壁表面；然后再形成所述側(cè)墻層，所述側(cè)墻層覆蓋于鰭部的側(cè)壁表面。
【專利摘要】一種鰭式場效應(yīng)管的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底表面形成有若干分立的鰭部；在所述襯底表面形成隔離層，所述隔離層頂部低于所述鰭部頂部且覆蓋于鰭部的部分側(cè)壁表面；形成覆蓋于鰭部側(cè)壁表面的側(cè)墻層，且暴露出鰭部的頂部表面；對(duì)所述鰭部的頂部進(jìn)行選擇性氮化處理，將部分厚度的鰭部轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體氮化層；采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除所述半導(dǎo)體氮化層，以使相鄰側(cè)墻層和剩余的鰭部之間構(gòu)成開口；在所述開口內(nèi)填充應(yīng)力層。本發(fā)明提高開口底部平整度，從而提高形成的應(yīng)力層的質(zhì)量，優(yōu)化鰭式場效應(yīng)管的電學(xué)性能。
【IPC分類】H01L21/336
【公開號(hào)】CN105719969
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410734651
【發(fā)明人】何永根, 吳兵
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月4日
【公告號(hào)】US20160163833