[發明專利]半導體鰭條的制作方法、FinFET器件的制作方法

有效

• 申請號: 201310300403.3
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103413758B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 趙靜
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙)44285
• 代理人: 唐華明

技術領域

本發明屬于大規模集成電路制造技術領域，具體涉及一種半導體鰭條的制作方法以及采用其的FinFET器件的制作方法。

背景技術

隨著摩爾定律推進到22nm工藝節點，傳統的平面場效應晶體管已經不能滿足低功耗和高性能的要求。為了克服短溝道效應和提高單位面積的驅動電流密度，三維立體結構的魚鰭型場效應晶體管（Fin?Field-Effect?Transistor；FinFET）開始引入大規模集成電路制造技術。這種結構由于具有更多的柵控面積、更窄的溝道耗盡區域而擁有非常突出的短溝道控制能力和很高的驅動電流。

FinFET是一種新興的結構，該結構包括狹窄而獨立的鰭條，鰭條兩側有柵極，益處在于可以從兩側控制溝道的柵，它使得器件更小、性能更高、功耗更低。FinFET中的鰭條包括源極區域和漏極區域，鰭條的有源區通過淺溝槽隔離（STI）被分割。FinFET還包括位于源極區域與漏極區域之間的柵極區域。柵極區域形成于鰭條的上表面與側壁以包裹圍繞鰭條。在柵極下方延伸且介于源極區域與漏極區域之間的鰭條的部分為溝道區域。

現有技術中制作FinFET器件中的鰭條普遍采用光刻工藝。但是采用光刻工藝制作的鰭條側面粗糙，并且鰭條無法與襯底表面垂直。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種側面光滑且鰭條與襯底表面的結構垂直的半導體鰭條的制作方法，以解決現有技術中鰭條側面粗糙且鰭條無法與襯底表面垂直的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種半導體鰭條的制作方法包括：

提供襯底；

在所述襯底之上的預定區域選擇性外延生長第一掩膜層；

以所述第一掩膜層為掩膜在所述襯底之上選擇性外延生長第一外延層；

以所述第一外延層為掩膜采用各向異性刻蝕方法去除所述第一掩膜層及其底部的部分所述襯底，以在所述第一外延層底部形成鰭條。

在第一方面第一種可能的實現方式中，還包括：

刻蝕去除所述第一外延層。

在第一方面的第二種可能的實現方式中，還包括：

采用高溫氧化方法對所述鰭條的頂部進行圓滑處理。

在第一方面的第三種可能的實現方式中，還包括：

在所述鰭條的兩側形成側墻；

在所述側墻的外側形成第二掩膜層；

在所述第二掩膜層的外側選擇性外延生長新鰭條；

采用各向異性刻蝕去除所述鰭條、側墻以及所述第二掩膜層以暴露出所述新鰭條。

在第一方面的第三種可能的實現方式中，第四種可能的實現方式中，相鄰兩個所述鰭條之間的間距相等。

在第一方面的第四種可能的實現方式中，所述選擇性外延生長的工藝條件為：生長氣氛為氯的硅源氣體、生長溫度為750～900℃。

結合第一方面或第一方面的第一種至第四種任一種可能的實現方式,在第五種可能的實現方式中，還包括：

在所述襯底之上除鰭條之外的區域形成第一氧化層；

將部分所述鰭條氧化成第二氧化層，其中所述第二氧化層位于與所述襯底相接，且所述第二氧化層的高度與所述第一氧化層的高度相同。

所述襯底為硅襯底、DDS襯底或者FD-SOI襯底中的一種。

第二方面，本發明實施例提供一種FinFET器件的制作方法，包括：

提供形成有鰭條的襯底，所述鰭條采用如權利要求1-6任一項所述的制作方法制作；

在所述襯底之上除鰭條之外的區域形成第一氧化層；

將部分所述鰭條氧化成第二氧化層，其中所述第二氧化層位于與所述襯底相接，且所述第二氧化層的高度與所述第一氧化層的高度相同；

采用高溫氧化法對所述鰭條頂部拐角處進行圓滑處理；

在所述鰭條兩側形成邊墻；

形成于所述鰭條相交的柵條；

在所述柵條兩側形成側壁；

以所述側壁為掩膜進行離子注入，在所述襯底內形成源/漏區。

在第二方面的第一種可能的實現方式中，所述形成與所述鰭條相交的柵條，包括：

在所述鰭條頂部、所述邊墻頂部及所述第一氧化層表面形成外延層；

刻蝕去除多余的所述外延層，以形成與所述鰭條相交的所述柵條；

或，

采用選擇性外延生長沿所述鰭條長度方向從所述襯底的兩側向中間形成保護層，直至在沿所述鰭條長度方向的中間位置形成溝槽；

在所述溝槽內淀積形成所述柵條；

刻蝕去除所述保護層以暴露出所述鰭條。