[发明专利]一种制作鳍式场效应管的翅片结构方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作技术，特别涉及一种制作鳍式场效应管(FinFET)的翅片结构方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体器件的性能稳步提高。半导体器件的性能提高主要通过不断缩小半导体器件的特征尺寸来实现，半导体器件的特征尺寸已经缩小到纳米级别。半导体器件在这种特征尺寸下，传统平面制作半导体器件的方法，也就是单栅半导体器件的制作方法已经无法适用了，所以出现了多栅半导体器件的制作方法。与单栅半导体器件的制作方法相比较，多栅半导体器件具有更强的短沟道抑制能力、更好的亚阈特性，更高的驱动能力以及能带来更高的电路密度。

目前，鳍式场效应管(FinFET)作为多栅半导体器件的代表被广泛使用，FinFET分为双栅FinFET和三栅FinFET，其中的双栅FinFET被广泛使用。

图1为现有技术双栅FinFET的制作方法流程图，结合图2a～图2e所示的现有技术双栅FinFET的制作过程剖面结构示意图，对制作方法进行详细说明：

步骤101、提供硅上半导体(SOI，semiconductor on insulator)晶体为衬底材料的衬底11，该衬底11是由体硅区1、隐埋氧化层2及单晶硅3构成，如图2a所示；

步骤102、在该衬底11上形成具有翅片结构图案的掩膜12，如图2b所示；

在该步骤中，具有翅片结构图案的掩膜12可以为氮化硅层，形成过程为：在衬底11上沉积掩膜12，在掩膜12涂覆光阻胶层后，采用具有翅片结构的光罩曝光涂覆光阻胶层后显影，在光阻胶层上形成翅片结构图案的光阻胶层，然后以具有翅片结构图案的光阻胶层为掩膜，刻蚀掩膜12，得到具有翅片结构图案的掩膜12；

在该步骤中，也可以采用纳米压印方式形成具有翅片结构图案的掩膜12；

在图2b的圆圈中为具有翅片结构图案的掩膜12立体结构图；

步骤103、以具有翅片结构图案的掩膜12为遮挡，刻蚀衬底11中的单晶硅3，得到翅片结构13后，去除剩余的掩膜12，如图2c所示；

在图2c的圆圈中为翅片结构13的立体结构图；

步骤104、在翅片结构13的中间区域采用离子注入方式进行高掺杂后退火，得到高掺杂区，然后采用腐蚀溶剂清洗翅片结构13，腐蚀掉中间区域的高掺杂区，未掺杂区未被腐蚀掉，如图2d所示；

在图2d的圆圈为已经经过中间区域掺杂及腐蚀后的翅片结构13的立体结构图；

步骤105、在剩余的翅片结构13表面依次沉积栅极介质层及多晶硅层，然后采用光刻和刻蚀工艺再翅片13的中间区域形成栅极，如图2e所示；

在本步骤中，翅片的两端分别作为源极和漏极；

在图2e的圆圈为立体结构示意图；

步骤106、对栅极、源极及漏极采用离子注入方式进行掺杂，得到FinFET的器件层，在图中未示出。

图1中的步骤102～步骤103用于制作FinFET器件层的翅片结构，由于半导体器件的特征尺寸越来越小，所以翅片结构的特征尺寸也趋于越来越小，也就是翅片结构在厚度上越来越薄，制作完成的FinFET在工作时，其在翅片结构上产生的热能由于翅片结构厚度的限制无法被及时消散，最终会影响FinFET的工作性能，严重时会导致FinFET停止工作或损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种制作FinFET的翅片结构方法，该方法所制作的翅片结构在FinFET工作时提高散热性，防止因为FinFET的翅片结构过热而导致的FinFET停止工作或损坏。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种制作鳍式场效应管FinFET的翅片结构方法，该方法包括：

提供由体硅区、隐埋氧化层及单晶硅构成的衬底，在衬底上形成具有翅片结构图案的掩膜，在该掩膜的侧壁形成侧墙；

以形成有侧墙的具有翅片结构图案的掩膜为遮挡，对衬底中的单晶硅进行部分刻蚀；

湿法去除侧墙；

继续对掩膜和单晶硅刻蚀，将单晶硅刻蚀完全，在衬底上形成具有半圆柱体翅片结构，去除剩余的掩膜。

所述掩膜为氮化硅，所述侧墙为氧化硅。

所述在该掩膜的侧壁形成侧墙的过程为：

在掩膜上沉积二氧化硅层，然后采用干法反刻蚀工艺刻蚀掩膜上表面的二氧化硅层，在该掩膜的侧壁形成侧墙。

所述去除剩余的掩膜采用热磷酸H3PO4。

所述继续对掩膜和单晶硅刻蚀采用干法刻蚀。