[发明专利]鳍状晶体管的制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2006年9月29日所申请的韩国专利申请编号10-2006-0096468的优先权，通过引用将其全文并入。

技术领域

本发明涉及一种制造半导体器件的方法，更具体涉及一种制造鳍状晶体管的方法。

背景技术

当半导体器件变得高度集成时，传统的二维晶体管结构具有若干限制。尤其是对于高速器件，二维晶体管结构往往不能满足所需的电流驱动。

鳍状场效应晶体管(FET)和鞍型鳍片FET是试图克服上述限制的两种实例。这些鳍状FET和鞍型鳍片FET通常使用三个表面作为通道，因此，它们提供良好的电流驱动，并且改善背向偏压关联性。

图1A～1D为说明鳍状晶体管制造方法的横截面图。图2示出通过图1A～1D图中描述的方法制造的鳍状晶体管的上视图。在图1A～1D和图2中，切割面X-X’的方向为沿有源区15A的主轴，而切割面Y-Y’的方向为沿将形成栅电极19的区域。

参考图1A，在衬底11上形成垫氧化物层12和垫氮化物层13，然后利用隔离掩模(未图示)蚀刻垫氧化物层12和垫氮化物层13。利用垫氮化物层13作为蚀刻阻挡层，蚀刻衬底11至特定深度，以形成沟槽14。参考图1B，沉积氧化物层直到沟槽14被填满。然后对晶片施以化学机械抛光(CMP)，以形成场氧化物层15。场氧化物层15被用于隔离和限定有源区15A。参考图1C，在图1C中所示的所得结构的特定区域上，形成线形鳍状掩模16。利用鳍状掩模16作为蚀刻阻挡层，对场氧化物层15开槽至特定深度，以形成鳍片17B。附图标记17A表示对场氧化物层15开槽之后所得到的凹槽。参考图1D，移除鳍状掩模16，然后形成栅极氧化物层18和栅电极层(未示出)并图案化，以形成栅电极19。

当形成鳍片17B时，鳍片17B的上部常常受到损伤。特别是在蚀刻场氧化物层15时，鳍片17B的上部常常被蚀刻掉。如图1C所示，这种损失可能在上方向和横方向T和L上发生。

图3A示出具有受损上部的鳍片的图象。由于鳍片上部的损失，导致产生锥形顶。如上所述，当利用氧化物蚀刻气体蚀刻场氧化物层时，通常造成鳍片上部的损失。具体而言，当垫氮化物层13因氧化物蚀刻气体而不足以起到蚀刻阻挡层的作用时，常常造成鳍片上部的损失。

鳍片处于将要形成通道的区域中，而且通常决定晶体管的形状。如果鳍片具有小的临界尺寸(CD)，则鳍片上部的损失常常导致鳍片CD的减小。因此，如果鳍片可能成为尖锐的锥形，则可能难以实现通道所期望的CD再现性。

与上述鳍片上部的损失类似，当形成用于鞍型鳍片FET的鞍型鳍片图案时，鳍片图案的上部很可能受到损伤。此外，当形成鳍片或鞍型鳍片图案的场氧化物层的凹槽深度增加时，鳍片或鞍型鳍片图案的上部损失趋于增加。图3B示出受损鞍型鳍片的图象。由于受到严重的损伤(损失)，导致鞍型鳍片图案常常呈现锥形的上部。

发明内容

本发明的一个实施方案涉及鳍片晶体管的制造方法，该方法适合在隔离层开槽期间减少鳍片的上部损伤。

本发明的另一实施方案涉及鞍型鳍片晶体管的制造方法，该方法适合减少鞍型鳍片的上部损伤。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种制造鳍片晶体管的方法。该方法包括利用隔离掩模，使提供在衬底上方的第一垫层图案化；利用所述隔离掩模和所述第一垫层，蚀刻所述衬底以形成沟槽；使用绝缘材料填充所述沟槽，以形成隔离结构；使用具有绝缘材料/第一垫层的高选择比的气体，蚀刻所述沟槽中的隔离结构以形成鳍状结构；在所述鳍状结构上方形成栅极绝缘层；和在所述栅极绝缘层上方形成导电层。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种制造鞍型鳍片晶体管的方法。该方法包括在衬底上方形成垫层；蚀刻衬底以形成第一和第二沟槽，所述第一和第二沟槽限定二者之间的部分衬底；使用绝缘材料填充所述第一和第二沟槽，以分别形成第一和第二隔离结构，其中所述垫层提供在所述部分衬底的上方；使用具有隔离材料/垫层的高选择比的气体，蚀刻所述第一和第二隔离结构，使得所述部分衬底突出于被蚀刻的第一和第二隔离结构的上表面上方；移除所述垫层，以暴露出所述部分衬底的上表面；和蚀刻所述部分衬底，以减少所述部分的高度，从而形成鞍型鳍片。

附图说明

图1A～1D示出鳍片晶体管的制造方法。

图2示出通过图1A～1D所述方法制造的鳍片晶体管的上视图。

图3A示出为具有受损上部的鳍片的图象。

图3B示出具有受损上部的鞍型鳍片的图象。