[發明專利]鰭式場效應晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201410598408.3
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN105632926B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28
• 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

一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底表面具有鰭部以及隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面，覆蓋半導體襯底表面以及部分鰭部的側壁；在所述隔離層表面以及鰭部表面形成柵介質材料層和位于所述柵介質材料層表面的柵極材料層；刻蝕所述柵介質材料層和柵極材料層形成橫跨鰭部的柵極結構，同時使柵極結構兩側的鰭部尺寸縮小，所述柵極結構包括柵介質層和柵極，所述柵極結構覆蓋鰭部的側壁及頂部；在柵極結構兩側的鰭部表面形成第一半導體外延層；在所述柵極結構側壁表面形成側墻；在柵極結構兩側的鰭部內形成源極和漏極。所述方法可以提高形成的鰭式場效應晶體管的性能。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種鰭式場效應晶體管的形成方法。

背景技術

隨著半導體工藝技術的不斷發展，工藝節點逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應用，以獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當器件的特征尺寸進一步下降時，即使采用后柵工藝，常規的MOS場效應管的結構也已經無法滿足對器件性能的需求，鰭式場效應晶體管(Fin FET)作為一種多柵器件得到了廣泛的關注。鰭式場效應晶體管能夠有效改善晶體管的短溝道效應，提高器件的性能。

圖1為現有技術的一種鰭式場效應晶體管的立體結構示意圖。

如圖1所示，包括：半導體襯底10，所述半導體襯底10上形成有凸出的鰭部11，鰭部11一般是通過對半導體襯底10刻蝕后得到的；介質層12，覆蓋所述半導體襯底10的表面以及鰭部11的側壁的一部分；柵極結構13，橫跨在所述鰭部11上，覆蓋所述鰭部11的部分頂部和側壁，柵極結構13包括柵介質層(圖中未示出)和位于柵介質層上的柵電極(圖中未示出)。對于鰭式場效應晶體管，鰭部11的頂部以及兩側的側壁與柵極結構13相接觸的部分都成為溝道區，即具有多個柵，有利于增大驅動電流，改善器件性能。

現有技術形成的鰭式場效應晶體管的柵極結構兩側的鰭部尺寸往往小于被柵極結構13覆蓋部分的鰭部尺寸，導致所述柵極結構兩側的鰭部的電阻增加，影響形成的鰭式場效應晶體管的性能。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，提高形成的鰭式場效應晶體管的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底表面具有鰭部以及隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部的頂部表面且覆蓋半導體襯底表面以及部分鰭部的側壁；在所述隔離層表面以及鰭部表面形成柵介質材料層和位于所述柵介質材料層表面的柵極材料層；刻蝕所述柵介質材料層和柵極材料層形成橫跨鰭部的柵極結構，同時使柵極結構兩側的鰭部尺寸縮小，所述柵極結構包括柵介質層和柵極，所述柵極結構覆蓋鰭部的側壁及頂部；在所述柵極結構兩側的鰭部表面形成第一半導體外延層；在所述柵極結構側壁表面形成側墻；在所述柵極結構兩側的鰭部內形成源極和漏極。

可選的，所述第一半導體外延層的材料為硅。

可選的，采用原子層沉積工藝形成所述第一半導體外延層。

可選的，所述第一半導體外延層的厚度為以下。

可選的，所述側墻包括位于柵極結構側壁表面的第一側墻和位于所述第一側墻表面的第二側墻。

可選的，形成所述第一側墻的方法包括：在所述第一半導體外延層、隔離層表面以及柵極結構表面形成第一側墻材料層；采用無掩膜刻蝕工藝刻蝕所述第一側墻材料層，去除位于第一半導體外延層表面、隔離層表面以及柵極結構頂部表面的部分第一側墻材料層，形成位于柵極結構側壁表面的第一側墻。

可選的，形成所述第一側墻之后，進行第一濕法清洗。

可選的，還包括：進行第一濕法清洗之后，在所述第一半導體外延層表面形成第二半導體外延層。