[发明专利]鳍形半导体结构的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体的制作，特别涉及一种鳍形半导体结构的制造方法。

背景技术

因超大规模集成电路(ULSI)的高密度与效能表现的需求逐渐增加，因此，对于小于100奈米的闸极长度相关的设计构件(design features)、高可靠度及增加制程产能的需求也愈见迫切。传统设计构件方法在闸极长度小于100奈米有其限制。

例如，传统平面型金氧半导体场效晶体管(planar MOSFETs)的闸极长度小于100奈米时，容易发生短通道效应相关问题，如源极与汲极间过度漏电的情形。另外，迁移率劣化(mobility degradation)及制程上的限制也使得微缩已知金氧半导体场效晶体管更加不易克服。因此，需要发展新的组件结构，以改善场效晶体管效能表现并达成进一步的组件微缩。

鳍形场效晶体管(FinFET)为最近发展的一种新颖结构，其具有极佳的短通道效应表现。鳍形场效晶体管包括了位于垂直型鳍形半导体结构内的信道。鳍形场效晶体管可采用与已知平面型金氧半导体场效晶体管的布局及制程相似的技术而制成。然而，由于形成鳍形半导体结构的蚀刻程序内的蚀刻终点未能利用传统干涉计终点(interferometer end point，IEP)侦测或放射光谱仪终点(optical emission spectroscopy end point，OES)侦测等方式判定，故不容易制造出适用于鳍形场效晶体管的垂直型鳍形半导体结构。原因之一为所形成的鳍形半导体结构具有非平面的表面轮廓，以致所形成的垂直型鳍形半导体结构的厚度及形状未能利用前述的蚀刻终点侦测方法而精准地控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种鳍形半导体结构的制造方法，以解决上述问题。

依据一实施例，本发明提供了一种鳍形半导体结构的制造方法，包括：

提供半导体基板，该半导体基板上具有半导体岛与介电层；在该半导体岛及该介电层上形成罩幕层；在该罩幕层内形成开口，该开口露出该半导体岛的顶面以及邻近该半导体岛的该介电层的部分顶面；施行蚀刻程序，同时蚀刻该罩幕层的一部分以及由该开口露出的部分该半导体岛与该介电层；以及移除该罩幕层与该介电层，在该半导体基板上留下具有圆滑化顶面及不同厚度的、经蚀刻半导体岛。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明。

附图说明

图1-4显示了依据本发明一实施例的一种鳍形半导体结构的制造方法。

主要组件符号说明

100～半导体基板；

100a～半导体岛；

102～介电层；

104～罩幕层；

106～开口；

108～蚀刻程序；

A1、A2、A3～厚度。

具体实施方式

图1-4显示了依据本发明一实施例的一种鳍形半导体结构的制造方法，其中所施行的蚀刻程序中具有较佳的终点控制。

请参照图1，首先提供半导体基板100，其上形成有半导体岛100a及介电层102。半导体基板100例如为一块状硅基板(bulk silicon substrate)，而半导体岛100a则为通过图案化及移除部分半导体基板100所得到的半导体基板100的一部分。介电层102则在在半导体基板100及半导体岛100a上沉积如氧化硅的介电材料之后，接着施行平坦化程序(图中未显示)以移除高于半导体岛100a顶面的部分，进而留下邻近半导体岛100a且与其大体共平面的介电层102。

请参照图2，接着在介电层102及半导体岛100a上形成罩幕层104。接着图案化此罩幕层104以在其内形成开口106。如图2所示，开口106穿透了罩幕层104并露出了半导体岛100a的顶面及其邻近的介电层102的部分顶面。罩幕层104可包括如阻剂(photoresist)或氮化硅(silicon nitride)等材料，其具有不同于其下方的半导体岛100a及介电层102的蚀刻选择率。