[发明专利]一种鳍型场效应晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明提供一种半导体器件的制造方法，特别是一种鳍型场效应晶体管的制作方法。

背景技术

鳍形场效应晶体管(FinFET)由绝缘体上硅(SOI)基底的非平面双栅极晶体管演变而来，FinFET的基本结构由源极/漏极区之间作为导电通道的硅薄片（鳍片），以及垂直并贯穿鳍片通道区域的双栅极组成。

在器件操作过程中，鳍片边角（特别是90度角）处的电场与器件平面区域内的电场不同，这导致了多栅极场效应晶体管(MuGFET)中的边角区域的阈值电压与多栅极场效应晶体管沿着侧壁的阈值电压不同，从而引起晶体管次临界(Subthreshold)特性的下降。因此，为了获得优良的器件性能，应该尽可能排除鳍片制作过程中形成的尖角。将硅薄片定义出来以后，通过刻蚀，氧化，和/或退火工艺，可以将硅薄片边角圆滑化。基于上述原理，现有技术提供了一种在鳍片中形成点缺陷的过度饱和，然后退火的方法制作鳍形器件，通过该方法可以达到提高半导体器件的性能，使鳍片的尖角变圆，并平滑表面的目的。

现有技术还提供了一种可同时具有部分空乏晶体管与完全空乏晶体管的芯片，其中包括多重闸极晶体管。该多重闸极晶体管包括一鳍形半导体层，该鳍形半导体层具有圆滑的上部边角(Rounded corner)。与尖角对比而言，圆滑化的边角避免了因为应力集中于角落所导致缺陷产生和蔓延的问题，可以使闸极电流稳定。缺陷可能是由于制程不良率或组件退化所产生的。

综上所述，在FinFET制作过程中形成圆滑化的边角，会使半导体器件性能提高，有助于制作高性能场效应晶体管器件。

发明内容

本发明提供一种半导体器件的制造方法，特别是一种鳍型场效应晶体管的制作方法，包括：

提供半导体基底；在所述半导体基底上形成硬掩膜；蚀刻形成鳍片；缩减所述硬掩膜；在所述半导体基底上形成牺牲层；实施第一刻蚀，去除一部分所述牺牲层；实施第二刻蚀，去除一部分所述牺牲层以及部分所述鳍片的上部边角，使所述鳍片的边角圆滑化；去除所述牺牲层和所述硬掩膜。

优选地，所述半导体基底为一SOI基底。

优选地，所述硬掩膜为SiN或SiN/SiO2。

优选地，所述鳍片材料包括Si、Ge、SiGe中的至少一种。

优选地，用湿法刻蚀工艺缩减所述硬掩膜。

优选地，用干法刻蚀工艺缩减所述硬掩膜。 

优选地，其中所述牺牲层为SiN或SiON。 

优选地，其中所述第一刻蚀基于CF₄, CHF₃, CH₃F气体，SiN/Si的选择性为1~10之间。 

优选地，其中所述第二刻蚀基于CF₄, Ar, O₂, SiN/Si的选择性为0.7~1.5之间。 

优选地，在去除所述牺牲层和所述硬掩膜后还包括氧化和/或退火的步骤，进一步去除鳍片的上部边角，使所述鳍片的边角进一步圆滑化。 

优选地，该退火步骤在H₂或He中进行，退火温度为800~1200度。 

根据本发明的方法，在FinFET制作过程中形成圆滑化的边角，会使半导体器件性能提高，有助于制作高性能场效应晶体管器件。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的一个实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1A-1E是根据本发明一个实施例制作鳍型场效应晶体管的方法流程中各步骤的截面图；

图2是根据本发明一个实施例制作鳍型场效应晶体管的工艺流程图。

具体实施方式

接下来，将结合附图更加完整地描述本发明，附图中示出作为本发明的理想实施例（和中间结构）的示意图的横截面图来描述发明的实施例。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。并且，由于例如制造技术和/或容差，导致所示形状变化。因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定大小形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际大小和形状且并不意图限定本发明的范围。本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。