[發明專利]鰭式場效應管的形成方法

有效

• 申請號: 201410437370.1
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105448728B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 禹國賓
• 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
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

一種鰭式場效應管的形成方法，包括：提供襯底，第一區域襯底表面形成有第一初始鰭部，第二區域襯底表面形成有第二初始鰭部，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部頂部表面晶面為(100)，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部側壁表面晶面為(110)；形成覆蓋于第一初始鰭部頂部表面和側壁表面的掩膜層；刻蝕去除部分厚度的第二初始鰭部，形成具有第二高度的第二鰭部，且在刻蝕過程中，第二初始鰭部側壁表面被表面活性劑所覆蓋，在第二初始鰭部側壁表面形成表面活性劑膜；去除表面活性劑膜以及掩膜層。本發明在形成具有不同高度的鰭部的同時，防止鰭部的寬度尺寸偏離預定目標，防止刻蝕工藝對鰭部寬度尺寸造成不良影響。

技術領域

本發明涉及半導體制作領域技術，特別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，半導體工藝節點遵循摩爾定律的發展趨勢不斷減小。為了適應工藝節點的減小，不得不不斷縮短MOSFET場效應管的溝道長度。溝道長度的縮短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET場效應管的開關速度等好處。

然而，隨著器件溝道長度的縮短，器件源極與漏極間的距離也隨之縮短，這樣一來柵極對溝道的控制能力變差，柵極電壓夾斷(pinch off)溝道的難度也越來越大，使得亞閾值漏電(subthreshold leakage)現象，即所謂的短溝道效應(SCE：short-channeleffects)更容易發生。

因此，為了更好的適應器件尺寸按比例縮小的要求，半導體工藝逐漸開始從平面MOSFET晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡，如鰭式場效應管(FinFET)。FinFET中，柵至少可以從兩側對超薄體(鰭部)進行控制，具有比平面MOSFET器件強得多的柵對溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應；且FinFET相對于其他器件，具有更好的現有的集成電路制作技術的兼容性。

當前需要鰭式場效應管具有不同高度的鰭部，以滿足不同器件性能的需求。例如，對于邏輯和存儲器的晶體管的要求是不同的，邏輯晶體管要求較高高度的鰭部，存儲器晶體管則要求相對較低高度的鰭部。如何在同一晶圓上制造具有不同高度的鰭部，成為當前研究的主要方向之一。

然而，現有技術在同一晶圓上制造具有不同高度的鰭部時，形成的鰭式場效應管的電學性能有待提高。

發明內容

本發明解決的問題是如何形成具有不同高度鰭部的鰭式場效應管，且避免鰭部的寬度尺寸受到工藝影響。

為解決上述問題，本發明提供一種鰭式場效應管的形成方法，包括：提供具有第一區域和第二區域的襯底，所述第一區域襯底表面形成有第一初始鰭部，所述第二區域襯底表面形成有第二初始鰭部，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部具有第一高度，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部頂部表面晶面為(100)，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部側壁表面晶面為(110)；形成覆蓋于第一初始鰭部頂部表面和側壁表面的掩膜層；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕去除部分厚度的第二初始鰭部，形成具有第二高度的第二鰭部，且在刻蝕過程中，第二初始鰭部側壁表面被表面活性劑所覆蓋，在第二初始鰭部側壁表面形成表面活性劑膜，所述晶面(110)對表面活性劑的吸附能力大于晶面(100)對表面活性劑的吸附能力；去除所述表面活性劑膜以及掩膜層，第一初始鰭部為具有第一高度的第一鰭部。

可選的，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除部分厚度的第二初始鰭部，且濕法刻蝕的刻蝕液體中溶解有表面活性劑。

可選的，所述表面活性劑為聚乙二醇辛基苯基醚或聚乙二醇。

可選的，所述刻蝕液體為四甲基氫氧化銨溶液。

可選的，所述四甲基氫氧化銨溶液中，四甲基氫氧化銨與去離子水的質量百分比為0.5％至25％，溶液溫度為5度至90度。

可選的，所述表面活性劑與刻蝕液體的質量百分比為0.1％至1％。