[發(fā)明專利]鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310338358.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN104347416B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及到一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵尺寸在不斷地縮小。當(dāng)器件的關(guān)鍵尺寸持續(xù)減小時(shí)，常規(guī)的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管會(huì)因?yàn)殛P(guān)鍵尺寸太小而導(dǎo)致短溝道效應(yīng)等缺點(diǎn)。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）由于具有較大的溝道區(qū)；且柵極與鰭部的上表面和兩側(cè)壁相對(duì)，增大了柵極與鰭部的相對(duì)面積，柵極能很好的控制鰭部?jī)?nèi)形成的溝道區(qū)，可以有效克服短溝道效應(yīng)而得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法包括：

參考圖1，提供基底10。

參考圖2，在所述基底10上形成鰭部11。

形成所述鰭部11的方法為：在所述基底10上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義鰭部的位置；然后以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕部分厚度的所述基底10，形成鰭部11，并去除所述圖形化的掩膜層。

形成鰭部11后，使用淀積法，在所述鰭部11和基底10上形成柵介質(zhì)層（未示出）。

參考圖3，在所述柵介質(zhì)層上形成柵極20，所述柵極20橫跨所述鰭部11。

形成柵極20后，還包括形成源極和漏極（未示出）。

當(dāng)鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的關(guān)鍵尺寸持續(xù)減小時(shí)，由上述方法形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管有以下缺點(diǎn)：

第一，柵極20與鰭部11的相對(duì)面積仍然較小，柵極20不能很好的控制鰭部11內(nèi)形成的溝道區(qū)。

第二，功耗大。鰭部11內(nèi)形成的溝道區(qū)增大，可以提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)電流，但當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流增加到一定值后，反而會(huì)增加所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的功耗；源極和漏極之間的電流會(huì)通過基底10而相互導(dǎo)通，進(jìn)一步增加所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的功耗。

第三，隨著鰭部11寬度的減小，使用淀積法在鰭部11上表面和側(cè)壁形成的柵介質(zhì)層的厚度不均一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與鰭部的相對(duì)面積較小、功耗大和柵介質(zhì)層的厚度不均一。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上由下至上依次形成第一鰭部和第二鰭部，第一鰭部的寬度小于第二鰭部的寬度；氧化所述第一鰭部形成氧化鰭部；氧化所述第二鰭部暴露的表面，在所述第二鰭部暴露的表面形成柵氧層；形成氧化鰭部和柵氧層后，形成橫跨所述氧化鰭部和第二鰭部的柵極。

可選的，形成第一鰭部和第二鰭部的方法包括：在所述基底上形成第一鰭部材料層，在第一鰭部材料層上形成第二鰭部材料層；在所述第二鰭部材料層上表面形成圖形化的掩膜層；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，刻蝕所述第二鰭部材料層和第一鰭部材料層，形成寬度相同的第二鰭部和第一鰭部；橫向刻蝕部分所述第一鰭部，使第一鰭部的寬度小于第二鰭部的寬度。

可選的，所述第一鰭部的材料為硅，所述第二鰭部的材料為硅鍺，橫向刻蝕部分所述第一鰭部的方法為：使用CF₄、O₂和N₂的等離子體對(duì)所述第一鰭部進(jìn)行等離子體刻蝕；或者，使用HNO₃和HF的水溶液對(duì)所述第一鰭部進(jìn)行濕法刻蝕。

可選的，所述第一鰭部的材料為硅鍺，所述第二鰭部的材料為硅，橫向刻蝕部分所述第一鰭部的方法為：使用CF₄的等離子體對(duì)所述第一鰭部進(jìn)行等離子體刻蝕；或者，使用HCl的水溶液對(duì)所述第一鰭部進(jìn)行濕法刻蝕。

可選的，形成第一鰭部材料層的方法包括：使用淀積法或外延生長(zhǎng)法，在所述基底上形成第一鰭部材料層。

可選的，形成第二鰭部材料層的方法包括：使用淀積法或外延生長(zhǎng)法，在所述第一鰭部材料層上形成第二鰭部材料層。

可選的，還包括：在形成第一鰭部材料層期間，使用原位摻雜對(duì)所述第一鰭部材料層進(jìn)行第一類型摻雜；或者，形成第一鰭部材料層后，形成第二鰭部材料層前，對(duì)所述第一鰭部材料層進(jìn)行第一類型摻雜。

可選的，還包括：在形成第二鰭部材料層期間，使用原位摻雜，對(duì)第二鰭部材料層進(jìn)行第二類型摻雜，第二類型與第一類型相同，且第二類型摻雜的濃度小于第一類型摻雜的濃度；或者，形成第二鰭部材料層后，對(duì)第二鰭部材料層進(jìn)行第二類型摻雜，第二類型與第一類型相同，且第二類型摻雜的濃度小于第一類型摻雜的濃度。

可選的，形成所述柵極前還包括：在所述第一鰭部側(cè)壁形成側(cè)墻，所述側(cè)墻的高度小于或等于所述第一鰭部的高度。