[發明專利]鰭式場效應晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201110459397.7
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103187296A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 卜偉海;劉金華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種鰭式場效應晶體管的形成方法。

背景技術

眾所周知，晶體管是集成電路中的關鍵元件。為了提高晶體管的工作速度，需要提高晶體管的驅動電流。又由于晶體管的驅動電流正比于晶體管的柵極寬度，要提高驅動電流，需要增加柵極寬度。但是，增加柵極寬度與半導體本身尺寸的按比例縮小相沖突，于是發展出了鰭式場效應晶體管(FinFET)。

現有技術中，鰭式場效應晶體管(FinFET)的形成方法包括：提供襯底；在所述襯底上通過刻蝕的方法形成鰭結構；通過刻蝕的方法在所述襯底和鰭結構上形成柵結構；在所述柵結構兩側形成側墻。如公開號為CN102074506A的中國專利申請公開了一種鰭式場效應晶體管的形成方法。

在上述方法中，當通過刻蝕形成所述鰭結構時，所述鰭結構的側壁會在形成自身的刻蝕過程受到損傷。其次，在形成所述柵結構的時候，刻蝕工藝會再次損傷所述鰭結構的側壁。另外，在所述柵結構兩側形成側墻的過程中，所述鰭結構的側壁上會粘附一層側墻殘留物。通常所述側墻殘留物需要被去除，而在去除過程中會進一步損傷所述鰭結構。上述鰭結構的損傷以及鰭結構上的側墻殘留物都將影響到后續所形成的器件性能。

因此，需要一種新的鰭式場效應晶體管的形成方法，避免所述損傷和殘留物給后續所形成的器件造成不利影響。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，避免帶有損傷和側壁殘留物的鰭結構給后續所形成的器件造成不利影響。

為解決上述問題，本發明實施例提供了一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底上形成有第一鰭結構和柵結構，且所述柵結構橫跨所述第一鰭結構；在所述柵結構上形成硬質掩膜層；在所述柵結構和所述硬質掩膜層兩側的側壁上形成側墻，所述柵結構和所述側墻覆蓋所述第一鰭結構并暴露出所述第一鰭結構的兩端；去除暴露出的所述第一鰭結構的兩端；以及在所述柵結構和所述側墻兩側形成第二鰭結構，所述第二鰭結構和保留的部分第一鰭結構形成鰭部。

可選地，所述第二鰭結構通過選擇性外延生長工藝形成。

可選地，所述選擇性外延生長工藝的溫度為600℃～900℃。

可選地，所述側墻和柵結構兩側第二鰭結構長度為50nm～90nm。

可選地，暴露出的所述第一鰭結構的兩端通過干法刻蝕去除。

可選地，所述的鰭式場效應晶體管的形成方法還包括：在去除暴露出的所述第一柵結構的兩端之后和形成所述第二鰭結構之前，對所述保留的部分第一鰭結構暴露的表層進行輕摻雜。

可選地，所述襯底包括體硅或絕緣體上硅。

可選地，所述柵結構包括：柵介電層和柵極。

可選地，所述柵介電層包括高K介電材料。

可選地，所述高K介電材料包括鉿基的高K介電材料。

可選地，所述柵極為金屬柵極。

可選地，所述硬質掩膜層包括氧化硅。

可選地，所述側墻包括氮化硅。

可選地，當所述鰭式場效應晶體管為PFET時，所述第二鰭結構的材料包括SiGe；當所述鰭式場效應晶體管為NFET時，所述第二鰭的材料包括Si。

可選地，所述的鰭式場效應晶體管的形成方法還包括：在形成所述第二鰭結構之后，沉積底部抗反射涂層覆蓋所述硬質掩膜層、側墻和第二鰭結構；刻蝕所述底部抗反射涂層，暴露所述硬掩膜層；去除所述硬質掩膜層；去除所述底部抗反射涂層；以及，對第二鰭結構進行源/漏區摻雜。

與現有技術相比，本發明的實施例具有以下優點：

在本發明的實施例中，通過在形成側墻之后，去除柵結構兩側未被柵結構覆蓋的第一鰭結構兩端，并以所保留的部分第一鰭結構為源通過外延生長形成第二鰭結構，所述第二鰭結構和保留的第一鰭結構形成鰭部。這樣避免在形成自身和柵結構的過程中受到損傷的第一鰭結構對所形成的晶體管性能產生不良影響。另外，無需增加額外的去除鰭結構兩側側墻殘留物的步驟。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的鰭式場效應晶體管的形成方法的流程示意圖；

圖2～6和圖8為本發明一個實施例的鰭式場效應晶體管的形成方法的中間三維立體結構示意圖。

圖7和圖9是為本發明一個實施例的鰭式場效應晶體管的形成方法的中間剖面結構示意圖。

具體實施方式