[發明專利]鰭式場效應晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201410260925.X
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN105185745B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 張海洋;張璇
• 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: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L27/092;H01L29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,駱蘇華

1.一種鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底包括第一區域和第二區域；

向所述半導體襯底第一區域內注入第一離子，形成第一阱區；

干法刻蝕所述半導體襯底的第一阱區以及所述第二區域，在所述第一阱區內形成摻雜有所述第一離子的第一鰭，在第二區域內形成第二鰭，所述干法刻蝕所述半導體襯底的氣體采用四氟化碳和氧氣，以及二氟甲烷、六氟化硫和三氟化氮中的一種或多種；

在所述第一鰭和第二鰭之間的半導體襯底上形成介質層，使所述第一鰭和第二鰭部分凸出于所述介質層表面；

刻蝕所述第一鰭和第二鰭，且刻蝕所述第一鰭的速率大于刻蝕第二鰭的速率，使刻蝕后所述第一鰭的高度小于刻蝕后所述第二鰭的高度。

2.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一區域為PMOS區域，所述第二區域為NMOS區域，所述第一阱區為N阱。

3.如權利要求2所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一離子為磷離子或砷離子。

4.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，向所述第一區域內注入第一離子的步驟包括：注入離子的劑量為1.0×10¹³～1.0×10¹⁷/cm²，能量為1～20eV。

5.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕所述半導體襯底的工藝參數包括：氣壓為10～200mtorr，射頻功率為100～1000W，偏置功率為0～500W，所述四氟化碳的流量為10～200sccm，所述氧氣的流量為1～100sccm。

6.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述二氟甲烷的流量為10～200sccm，六氟化硫的流量為0～100sccm，三氟化氮的流量為0～100sccm。

7.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述第一鰭和第二鰭的步驟包括：采用干法刻蝕方法刻蝕所述第一鰭和第二鰭。

8.如權利要求7所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述第一鰭和第二鰭的干法刻蝕的步驟包括：以四氟化碳、三氟化氮和氧氣的混合氣體為刻蝕氣體。

9.如權利要求8所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述第一鰭和第二鰭的干法刻蝕的工藝參數包括：氣壓為10～200mtorr，射頻功率為100～1000W，偏置功率為0～500W，所述四氟化碳的流量為10～200sccm，所述氧氣的流量為1～100sccm，三氟化氮的流量為10～100sccm。

10.如權利要求8所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述第一鰭和第二鰭的干法刻蝕的步驟包括：所述刻蝕氣體還包括溴化氫和氯氣中的一種或多種。

11.如權利要求10所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述溴化氫的流量為10～500sccm，氯氣的流量為10～200sccm。

12.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述半導體襯底的第一阱區以及所述第二區域的步驟包括：

在半導體襯底上形成硬掩模，以所述硬掩模為掩模刻蝕所述半導體襯底的第一阱區以及所述第二區域；

形成介質層的步驟包括：

在所述半導體襯底上形成介質材料層，所述介質材料層覆蓋所述第一鰭和第二鰭；

以所述硬掩模作為停止層，平坦化所述介質材料層；

去除部分厚度的所述介質材料層，使形成的所述介質層的上表面低于所述第一鰭和第二鰭的上表面；

去除所述硬掩模；

刻蝕所述第一鰭和第二鰭步驟還包括：進一步去除部分厚度的介質層。

13.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述半導體襯底為硅襯底。

14.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，刻蝕所述第一鰭和第二鰭，使刻蝕后所述第一鰭的高度小于刻蝕后所述第二鰭的高度后，所述形成方法還包括：向所述第二區域內注入第二離子，形成第二阱區。