[發明專利]鰭式場效應管的形成方法

有效

• 申請號: 201410504671.1
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN105513966B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 何有豐
• 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: 高靜;駱蘇華

本發明提供一種鰭式場效應管的形成方法，包括：提供襯底；在襯底上形成鰭；在襯底上形成柵極結構，柵極結構橫跨至少一個鰭，并覆蓋鰭的側壁與頂部；在鰭的側壁形成側墻；對柵極結構兩側的部分鰭進行刻蝕，以在鰭中形成第一凹槽；使構成第一凹槽的側壁轉變為氧化物；去除氧化物，剩余的鰭與側墻形成第二凹槽；分別在柵極結構兩側的第二凹槽中形成源極或漏極。本發明的有益效果在于，形成的第二凹槽的底面較為平坦，有利于后續形成鰭式場效應管的源極與漏極，進而有利于提升鰭式場效應管的性能。

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及一種鰭式場效應管的形成方法。

背景技術

傳統金屬氧化半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor,MOSFET)中的柵極為平面結構，隨著晶體管尺寸不斷減小短溝道效應(Shortchannel effects)變得較為明顯，亞閾值電流以及柵泄漏電流的增加影響了MOSFET的整體性能，并使這種傳統MOSFET的尺寸難以進一步得到減小。

相比之下，多面柵MOSFET(multi gate MOSFET)具有較好的柵控能力，并能夠較好地抑制短溝道效應。在這之中，典型的多面柵結構的晶體管為形成在體硅或者絕緣體上的硅(Silicon On Insulator,SOI)結構上的鰭式場效應管(Fin Field Effect Transistor,FinFET)。

鰭式場效應管為立體結構，包括立體地設于襯底上的一個或者多個鰭(Fin)，鰭之間設有絕緣的隔離部件；柵極橫跨于鰭上且覆蓋在所述鰭的頂部和側壁。由于這種立體的鰭式場效應管與傳統的平面結構晶體管有較大區別，部分工藝如果操作不當可能會對形成的鰭式場效應管的電學性能造成影響。

例如，一般在現有技術中會在形成的鰭中刻蝕形成的凹槽(recess)，然后在的凹槽中形成源極或者漏極，因此，對于鰭的刻蝕要求較高，如果刻蝕形成的凹槽形貌不理想，容易影響后續形成的源極、漏極的工藝，進而整個鰭式場效應管的性能都會受到影響。

因此，如何盡量地提升形成的鰭式場效應管的性能是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明解決的問題是通過提供一種鰭式場效應管的形成方法，以提升形成的鰭式場效應管的性能。

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：

提供襯底；

在所述襯底上形成鰭；

在所述襯底上形成柵極結構，所述柵極結構橫跨至少一個所述鰭，并覆蓋所述鰭的側壁與頂部；

在所述鰭的側壁形成側墻；

對所述柵極結構兩側的部分鰭進行刻蝕以在鰭中形成第一凹槽；

使構成所述第一凹槽的側壁轉變為氧化物；

去除所述氧化物，剩余的鰭與所述側墻形成第二凹槽；

分別在柵極結構兩側的第二凹槽中填充材料層，以形成源極或漏極。

可選的，所述第一凹槽為V形或者U形結構。

可選的，在襯底上形成鰭的步驟包括：形成硅材料的鰭；

在鰭的側壁形成側墻的步驟包括：形成氮化物材料的側墻。

可選的，對鰭進行刻蝕以形成第一凹槽的步驟包括：采用干法蝕刻以形成所述第一凹槽。

可選的，使構成所述第一凹槽的側壁轉變為氧化物的步驟包括：采用干法氧化使構成所述第一凹槽的側壁轉變為氧化物。

可選的，采用氧氣或者臭氧使所述構成第一凹槽的側壁氧化，以形成所述氧化物。