[發明專利]改善鰭式場效應管性能的方法

在審

• 申請號: 201610208067.3
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN107293489A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 李勇
• 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;H01L21/324
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種改善鰭式場效應管性能的方法。

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，使得亞閾值漏電(subthreshold leakage)現象，即所謂的短溝道效應(SCE：short-channel effects)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，柵極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。

然而，現有技術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提供一種改善鰭式場效應管性能的方法，改善鰭部頂部拐角圓滑度，從而改善形成的鰭式場效應管的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種改善鰭式場效應管性能的方法，包括：提供襯底，所述襯底表面形成有分立的鰭部；形成覆蓋所述襯底表面以及鰭部側壁表面的隔離層，所述隔離層頂部低于鰭部頂部，所述隔離層暴露出第一厚度的鰭部；對所述高于隔離層的鰭部進行退火處理，所述退火處理適于 提高所述鰭部頂部拐角的圓滑度，其中，所述退火處理在含有H₂的氛圍下進行；在進行所述退火處理之后，去除第二厚度的隔離層形成隔離結構；在形成所述隔離結構之后，對所述高于隔離結構的鰭部進行氧化處理，在鰭部的頂部和側壁表面形成氧化層。

可選的，所述退火處理的退火溫度為300℃～500℃。

可選的，在進行退火處理的工藝中，H₂流量為1sccm～1000sccm。

可選的，所述第一厚度為0.5nm～5nm。

可選的，所述第二厚度為5nm～50nm。

可選的，在形成所述隔離層之前，所述鰭部頂部表面形成有硬掩膜層。

可選的，形成所述隔離層的工藝步驟包括：形成覆蓋所述襯底表面、鰭部側壁表面、以及硬掩膜層表面的隔離膜，所述隔離膜頂部高于硬掩膜層頂部；去除高于所述硬掩膜層頂部的隔離膜；接著，去除所述硬掩膜層；去除部分厚度的隔離膜形成所述隔離層。

可選的，所述隔離膜的形成工藝包括：采用流動性化學氣相沉積工藝形成前驅隔離膜；對所述前驅隔離膜進行退火固化處理，將前驅隔離膜轉化為隔離膜。

可選的，在形成所述隔離膜之前，在所述襯底表面以及鰭部側壁表面形成線性氧化層；在去除部分厚度的隔離膜的同時，還去除高于隔離層的線性氧化層。

可選的，所述線性氧化層的材料為氧化硅。

可選的，所述氧化處理為干氧氧化、水汽氧化或濕氧氧化。

可選的，采用原位水汽生成氧化工藝進行所述氧化處理，工藝參數包括：反應氣體包括O₂、H₂和H₂O，其中，O₂流量為0.1slm至20slm，H₂流量為0.1slm至20slm，H₂O流量為0.1slm至50slm，反應腔室溫度為650度至1000度，反應腔室壓強為0.1托至760托，反應時長為5秒至10分。

可選的，所述氧化層的材料為氧化硅。

可選的，還包括步驟：在所述氧化層表面形成高k柵介質層；在所述高k柵介質層表面形成柵電極層。