[發(fā)明專利]鰭結(jié)構(gòu)的形成方法及FinFET器件的形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111643230.6
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114334658A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉云珍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路裝備材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司;上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/10
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供了一種鰭結(jié)構(gòu)的形成方法及FinFET器件的形成方法，鰭結(jié)構(gòu)的形成方法包括：提供一襯底，襯底上具有至少兩個間隔排列的鰭組；形成隔離膜，填充鰭片及鰭組；形成圖形化的掩模層，其開口暴露鰭組間的隔離膜；利用圖形化的掩模層，打斷至少部分隔離膜的分子鍵；對隔離膜執(zhí)行熱處理；去除預(yù)設(shè)深度的隔離膜，以暴露的鰭片為鰭結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，通過打斷至少部分鰭組間的隔離膜的分子鍵，從而調(diào)整鰭組間的隔離膜在熱處理時的膨脹率，使得經(jīng)過熱處理后，鰭組內(nèi)的鰭片兩側(cè)的隔離膜的應(yīng)力較為均衡，從而改善鰭片的彎曲或傾斜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鰭結(jié)構(gòu)的形成方法及FinFET器件的形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的平面器件已難以滿足人們對高性能器件的需求。鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin-Field-Effect-Transistor，F(xiàn)inFET)是一種立體型器件，包括在襯底上垂直形成的鰭片以及覆蓋鰭片兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計可以大幅改善電路控制并減少漏電流，同時也可以大幅縮短晶體管的閘長。

但在FinFET器件的鰭結(jié)構(gòu)(鰭片)的形成過程，極易出現(xiàn)鰭片的變形(彎曲或傾斜)，不利于后續(xù)的工藝制程(例如鰭片中的源漏結(jié)構(gòu)的形成及鰭片上的柵極結(jié)構(gòu)的形成)，而且還將導(dǎo)致柵極與源漏之間的漏電，嚴(yán)重影響FinFET器件的性能和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鰭結(jié)構(gòu)的形成方法及FinFET器件的形成方法，以解決鰭結(jié)構(gòu)傾斜或彎曲的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的鰭結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供一襯底，所述襯底上具有至少兩個間隔排列的鰭組，每個所述鰭組內(nèi)包括至少兩個間隔排列的鰭片，所述鰭組間的間隙大于所述鰭組內(nèi)的鰭片間的間隙；形成隔離膜，所述隔離膜填充所述鰭組間的間隙以及所述鰭片間的間隙，并覆蓋至所述鰭片的頂面；形成圖形化的掩模層，所述圖形化的掩模層的開口位于所述鰭組間的間隙上方；利用所述圖形化的掩模層，打斷至少部分所述鰭組間的隔離膜的分子鍵；對所述隔離膜執(zhí)行熱處理；去除預(yù)設(shè)深度的所述隔離膜，以暴露的所述鰭片作為鰭結(jié)構(gòu)。

可選的，所述隔離膜采用FCVD工藝形成，打斷至少部分所述鰭組之間的隔離膜的分子鍵的方法包括：以所述圖形化的掩模層為掩模，對所述鰭組之間的隔離膜執(zhí)行離子注入工藝以打斷至少部分所述隔離膜的分子鍵，所述離子注入工藝的離子包括惰性氣體離子或至少部分所述隔離膜自身具有元素的離子。

可選的，所述隔離膜的材質(zhì)包括氧化硅、氮氧化硅或碳氮化硅。

可選的，所述離子注入工藝的離子包括惰性氣體離子、硅離子、氧離子、碳離子、氮離子的一種或多種。

可選的，所述隔離膜上還形成有硬質(zhì)介質(zhì)層，所述硬質(zhì)介質(zhì)層覆蓋所述隔離膜，所述圖形化的掩模層形成在所述隔離膜上。

可選的，形成所述硬質(zhì)介質(zhì)層后，對所述硬質(zhì)介質(zhì)層執(zhí)行平坦化工藝，再在所述硬質(zhì)介質(zhì)層上形成所述圖形化的掩模層，所述圖形化的掩模層的開口暴露所述鰭組間的間隙上方的硬質(zhì)介質(zhì)層。

可選的，所述硬質(zhì)介質(zhì)層的材質(zhì)與所述隔離膜的材質(zhì)相同。

可選的，所述離子注入工藝的注入劑量范圍為1×10¹⁸atom/cm²～5×10²¹atom/cm²。

可選的，所述熱處理的工藝氣體包括水汽、氫氣、氧氣及氮?dú)獾囊环N或多種。

基于本發(fā)明的另一方面，本實(shí)施例還提供一種FinFET器件的形成方法，采用如上述的鰭結(jié)構(gòu)的形成方法形成FinFET器件的鰭結(jié)構(gòu)。