[發明專利]鰭部及其形成方法

有效

• 申請號: 201210332967.0
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN103681330A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 三重野文健;周梅生
• 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作領域，特別涉及一種鰭部及其形成方法

背景技術

隨著半導體工藝技術的不斷發展，隨著工藝節點逐漸減小，后柵（gate-last）工藝得到了廣泛應用，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（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，鰭式場效應晶體管（Fin?FET）作為常規器件的替代得到了廣泛的關注。

圖1示出了現有技術的一種鰭式場效應晶體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）。

更多關于鰭式場效應晶體管請參考專利號為“US7868380B2”的美國專利。

但現有形成的鰭式場效應晶體管的驅動電流仍比較小。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種鰭部及其形成方法，提高了通過鰭部的驅動電流。

為解決上述問題，本發明技術方案提供了一種鰭部的形成方法，包括：提供半導體襯底；在所述半導體襯底上形成介質層，所述介質層摻雜有雜質離子，從介質層的表面到底部，所述雜質離子的摩爾濃度逐漸變化；在所述介質層表面形成掩膜層，所述掩膜層具有暴露介質層表面的開口；以所述掩膜層為掩膜，沿開口刻蝕所述介質層，形成凹槽，刻蝕過程中，對介質層的刻蝕速率隨著介質層中雜質離子的摩爾濃度的增大而增大；在凹槽中填充滿外延層，所述外延層作為鰭部。

可選的，所述介質層為摻雜有磷離子的硅玻璃、摻雜有硼離子的硅玻璃、摻雜有硼磷離子的硅玻璃或者摻雜有砷離子的硅玻璃。

可選的，所述介質層形成工藝為原位摻雜化學氣相沉積工藝。

可選的，所述原位摻雜化學氣相沉積工藝的溫度為300~500攝氏度，沉積腔壓力為0.2~0.5托，采用的硅源氣體為SiH₄，雜質源氣體為PH₃、B₂H₆或AsH₃，其他氣體為O₂。

可選的，所述原位摻雜化學氣相沉積工藝的溫度為350~550攝氏度，沉積腔壓力為600托，采用的硅源氣體為TEOS，雜質源氣體為TMP、TMB或TMAs，其他氣體為O₃。

可選的，采用原位摻雜化學氣相沉積工藝形成介質層時，在沉積過程中，通過調節雜質源氣體的流量來調節介質層中摻雜的雜質離子的摩爾濃度。

可選的，沿開口刻蝕所述介質層的工藝為各向同性的干法刻蝕工藝，所述各向同性的干法刻蝕采用的氣體為CF₄和He，CF₄的流量為200~500sccm，He的流量為1~2slm，刻蝕腔壓力為1~10Pa，射頻功率為250~350W，射頻的頻率為13.56MHz。

可選的，所述介質層中摻雜的雜質離子的摩爾濃度，從介質層的表面到底部，逐漸增大，當沿開口刻蝕所述介質層，形成凹槽時，從介質層的表面到底部，所述凹槽的寬度逐漸增大。

可選的，所述凹槽的側壁與半導體襯底的夾角為80~85度。

可選的，所述介質層中摻雜的雜質離子的摩爾濃度，從介質層的表面到底部，逐漸減小，當沿開口刻蝕所述介質層，形成凹槽時，從介質層的表面到底部，所述凹槽的寬度逐漸減小。

可選的，所述凹槽的側壁與半導體襯底的夾角為95~100度。

可選的，所述介質層中摻雜的雜質離子的摩爾濃度，從介質層的表面到底部，先逐漸減小，達到最小值后再逐漸增大，當沿開口刻蝕所述介質層，形成凹槽時，從介質層的表面到底部，所述凹槽的寬度先逐漸減小，達到最小值后再逐漸增大。

可選的，所述介質層中摻雜的雜質離子的摩爾濃度在介質層的中間位置達到最小值，介質層的表面和底部的雜質離子的摩爾濃度相等。

可選的，所述介質層中摻雜的雜質離子的摩爾濃度，從介質層的表面到底部，先逐漸增大，達到最大值后再逐漸減小，當沿開口刻蝕所述介質層，形成凹槽時，從介質層的表面到底部，所述凹槽的寬度先逐漸增大，達到最大值后再逐漸減小。