[發明專利]鰭式場效應晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201610006672.2
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN106952819B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 楊曉蕾;李勇;神兆旭
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/762;H01L29/06
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳敏<國際申請>=<國際公布>=<進入國

一種鰭式場效應晶體管的形成方法，包括：提供半導體襯底，半導體襯底上具有若干鰭部和位于鰭部頂部的掩膜層，相鄰鰭部之間有與鰭部平行排列的第一凹槽和與鰭部垂直排列的第二凹槽；形成隔離層，隔離層表面與掩膜層表面齊平；對隔離層進行第一回刻蝕；對掩膜層進行刻蝕，暴露出鰭部兩端的部分表面；形成第一圖形化掩膜層，暴露出鰭部兩端表面；刻蝕鰭部，在所述鰭部兩端形成圓角；去除第一圖形化掩膜層，形成第二圖形化掩膜層，覆蓋第二凹槽內的隔離層；對隔離層進行第二回刻蝕；去除掩膜層，形成橫跨鰭部的柵極以及位于隔離層表面的偽柵極，偽柵極與柵極平行；在柵極和偽柵極的側壁表面形成側墻。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，來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(CD，CriticalDimension)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)作為常規器件的替代得到了廣泛的關注。

為了進一步提高鰭式場效應晶體管的性能，應力工程被引入晶體管的制程中，在鰭部兩端刻蝕形成源漏凹槽后，在所述源漏凹槽內外延形成SiGe或SiP等應力材料作為源漏材料，對晶體管的溝道區域施加應力，從而提高溝道區域內的載流子遷移率，進而提高形成的鰭式場效應晶體管的性能。

現有技術在形成鰭式場效應晶體管的過程中，為了提高多晶硅柵極的圖形均勻性，在形成橫跨鰭部的柵極同時，還會在淺溝槽隔離結構上形成與柵極平行的偽柵極，然后再在鰭部兩端形成源漏凹槽。由于現有技術中，鰭部之間的淺溝槽隔離結構的高度低于鰭部高度，導致在鰭部兩端形成的源漏凹槽的一側沒有側壁，在所述源漏凹槽內外延形成應力材料時，所述應力材料容易發生坍塌等問題，導致應力材料的應力釋放，從而對晶體管溝道區域施加的應力效果變差。且源漏凹槽內的應力層，容易與淺溝槽隔離結構表面的偽柵極之間發生橋連，影響形成的鰭式場效應晶體管的性能。

現有技術形成的鰭式場效應晶體管的性能有待進一步的提高。

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，所述半導體襯底上具有若干鰭部和位于所述鰭部頂部的掩膜層，相鄰鰭部之間具有與鰭部平行排列的第一凹槽和與鰭部垂直排列的第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽相交；在第一凹槽和第二凹槽內形成隔離層，隔離層表面與掩膜層表面齊平；對所述隔離層進行第一回刻蝕，使所述隔離層的表面低于鰭部頂部表面；對所述掩膜層進行刻蝕，暴露出鰭部兩端的部分表面；形成第一圖形化掩膜層，所述第一圖形化掩膜層暴露出所述鰭部未被掩膜層覆蓋的兩端表面；以第一圖形化掩膜層為掩膜，刻蝕所述鰭部，在所述鰭部兩端形成圓角；去除所述第一圖形化掩膜層之后，形成第二圖形化掩膜層，所述第二圖形化掩膜層覆蓋第二凹槽內的隔離層；以所述第二圖形化掩膜層為掩膜，對所述隔離層進行第二回刻蝕，使第二凹槽內的隔離層高于其他區域內的隔離層表面；去除所述掩膜層，形成橫跨鰭部的柵極以及位于第二凹槽內的隔離層表面的偽柵極，所述偽柵極與柵極平行；在所述柵極和偽柵極的側壁表面形成側墻。

可選的，對所述掩膜層進行刻蝕，暴露出的鰭部兩端的表面寬度為1nm～3nm。

可選的，采用各向同性刻蝕工藝刻蝕所述掩膜層。

可選的，所述各向同性刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝。

可選的，所述掩膜層的材料為氮化硅。

可選的，所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕溶液為磷酸溶液。