[發明專利]鰭式場效應管的形成方法

有效

• 申請號: 201210101577.2
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN103367160A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 三重野文健
• 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
• 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

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種鰭式場效應管的形成方法。

背景技術

隨著半導體工藝技術的不斷發展，工藝節點逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應用，以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(CD，Critical?Dimension)進一步下降時，即使采用后柵工藝，常規的MOS場效應管的結構也已經無法滿足對器件性能的需求，多柵器件作為常規器件的替代得到了廣泛的關注。

鰭式場效應管(Fin?FET)是一種常見的多柵器件，圖1示出了現有技術的一種鰭式場效應管的立體結構示意圖。如圖1所示，包括：半導體襯底10，所述半導體襯底10上形成有凸出的鰭部14，鰭部14一般是通過對半導體襯底10刻蝕后得到的；介質層11，覆蓋所述半導體襯底10的表面以及鰭部14的側壁的一部分；柵極結構12，橫跨在所述鰭部14上，覆蓋所述鰭部14的頂部和側壁，柵極結構12包括柵介質層(圖中未示出)和位于柵介質層上的柵電極(圖中未示出)。對于Fin?FET，鰭部14的頂部以及兩側的側壁與柵極結構12相接觸的部分都成為溝道區，即具有多個柵，有利于增大驅動電流，改善器件性能。

然而，隨著工藝節點的進一步減小，現有技術的鰭式場效應管的器件性能存在問題。

更多關于鰭式場效應管的結構及形成方法請參考專利號為“US7868380B2”的美國專利。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種器件性能好的半導體器件、鰭式場效應管的形成方法。

為解決上述問題，本發明提供了一種鰭式場效應管的形成方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底表面形成有隔離層；

形成貫穿所述隔離層、且一端位于半導體襯底內的鰭部，所述鰭部表面高于隔離層表面；

形成位于所述隔離層表面、且橫跨所述鰭部的頂部和側壁的柵極結構；

形成位于所述柵極結構側壁和鰭部側壁的偽側墻；

形成位于所述偽側墻表面、且包裹所述鰭部的外延層；

在形成所述外延層后去除所述偽側墻。

可選地，所述偽側墻的形成步驟包括：形成覆蓋所述隔離層、鰭部和柵極結構的偽側墻薄膜；去除位于所述隔離層表面、鰭部頂部的偽側墻薄膜。

可選地，所述偽側墻薄膜的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可選地，所述位于鰭部側壁的偽側墻的高度與高于隔離層表面部分的鰭部的高度比小于等于1∶3。

可選地，所述位于鰭部側壁的偽側墻的高度與高于隔離層表面部分的鰭部的高度比大于等于1∶5。

可選地，所述位于鰭部側壁的偽側墻的高度為10-30nm。

可選地，所述位于鰭部側壁的偽側墻的厚度為3-10nm。

可選地，所述外延層的材料為SiGe、SiC、SiN或SiP。

可選地，所述外延層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

可選地，還包括：在形成偽側墻前，在所述柵極結構兩側的鰭部內摻雜形成源/漏區。

可選地，還包括：形成覆蓋所述外延層、隔離層以及柵極結構的可流動絕緣層。

可選地，所述可流動絕緣層的材料為氧化硅或氮化硅。

可選地，還包括：對所述可流動絕緣層進行回流處理，使位于所述外延層和柵極結構表面的部分可流動絕緣層回流至相鄰兩個鰭部間的隔離層表面。

可選地，所述可流動絕緣層的形成步驟包括：形成覆蓋所述外延層、隔離層以及柵極結構的可流動薄膜；對所述可流動薄膜進行氧化或氮化處理。

可選地，所述可流動薄膜的材料為硼磷硅玻璃、硼硅玻璃、磷硅玻璃、聚乙烯氧化硅、聚乙烯氮化硅或正硅酸乙酯。

可選地，還包括：形成覆蓋所述外延層、隔離層以及柵極結構的應力層。

可選地，所述應力層的材料與所述外延層的材料相同，為SiGe、SiC、SiN或SiP。

可選地，所述應力層的形成工藝為原子層沉積工藝、化學氣相沉積工藝、低壓化學氣相沉積工藝或等離子體化學氣相沉積工藝。

可選地，所述隔離層的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可選地，所述柵極結構的形成步驟包括：形成覆蓋所述鰭部和隔離層的柵介質薄膜；形成覆蓋所述柵介質薄膜的柵電極薄膜；形成覆蓋所述柵電極薄膜的硬掩膜層，所述硬掩膜層定義出柵極的形狀、位置和大小；以所述硬掩膜層為掩膜，刻蝕所述柵電極薄膜和柵介質薄膜，形成柵極；形成位于所述柵極側壁的側墻。

與現有技術相比，本發明的實施例具有以下優點：