[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及到一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体器件的关键尺寸在不断地缩小。当器件的关键尺寸持续减小时，常规的MOS场效应晶体管会因为关键尺寸太小而导致短沟道效应等缺点。鳍式场效应晶体管（FinFET）由于具有较大的沟道区，且能克服短沟道效应而得到了广泛的应用。

现有技术中，鳍式场效应晶体管的形成方法包括：

参考图1，提供基底10。

参考图2，在所述基底10上形成鳍部11。

形成所述鳍部11的方法为：在所述基底10上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层定义鳍部的位置；然后以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀部分厚度的所述基底10，形成鳍部11，并去除所述图形化的掩膜层。

参考图3，形成栅极20，所述栅极20横跨在所述鳍部11上。

在所述鳍式场效应晶体管中，所述鳍部11的上表面以及两侧的侧壁与所述栅极20相对的部分都能成为沟道区，与常规的CMOS场效应晶体管的沟道区相比，所述鳍式场效应晶体管中的沟道区得到增大，这有利于增大驱动电流。

但当鳍式场效应晶体管的关键尺寸持续减小时，沟道区增大，会带来以下三个缺点：

首先，沟道区增大可以提高鳍式场效应晶体管的驱动电流，但当驱动电流增加到一定值后，反而会增加所述鳍式场效应晶体管的功耗；

其次，沟道区增大，使得所述鳍式场效应晶体管中源极与漏极间的漏电流增大；

再次，所述鳍式场效应晶体管的功耗和漏电流增大还会导致鳍式场效应晶体管内产生更多的热量，如果所述热量聚集在所述鳍式场效应晶体管中，会严重影响所述鳍式场效应晶体管的性能。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中，鳍式场效应晶体管由于沟道区大而导致功耗大、漏电流大以及热量无法有效扩散。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上由下至上依次形成具有第一掺杂的第一鳍部和具有第二掺杂的第二鳍部，第一掺杂与第二掺杂的类型相同，且第二掺杂浓度小于第一掺杂浓度；或者，在所述基底上由下至上依次形成具有第一掺杂的第一鳍部和没有掺杂的第二鳍部；形成横跨所述第一鳍部和所述第二鳍部的栅极。

可选的，形成具有第一掺杂的第一鳍部和具有第二掺杂的第二鳍部的方法包括：在所述基底上形成具有第一掺杂的第一鳍部材料层；在具有第一掺杂的第一鳍部材料层上形成具有第二掺杂的第二鳍部材料层；在具有第二掺杂的第二鳍部材料层上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层定义第一鳍部和第二鳍部的位置；以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀具有第一掺杂的第一鳍部材料层和具有第二掺杂的第二鳍部材料层，刻蚀至第一鳍部材料层下表面。

可选的，形成具有第一掺杂的第一鳍部和没有掺杂的第二鳍部的方法包括：在所述基底上形成具有第一掺杂的第一鳍部材料层；在具有第一掺杂的第一鳍部材料层上形成没有掺杂的第二鳍部材料层；在所述第二鳍部材料层上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层定义第一鳍部和第二鳍部的位置；以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀具有第一掺杂的第一鳍部材料层和所述第二鳍部材料层，刻蚀至所述第一鳍部材料层下表面。

可选的，形成所述第一鳍部和第二鳍部后，形成所述栅极前，还包括：在所述第一鳍部的全部侧壁或靠近基底的部分侧壁形成侧墙。

可选的，所述侧墙的材料为氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的一种或几种。

可选的，形成具有第一掺杂的第一鳍部和没有掺杂的第二鳍部的方法包括：在所述基底上形成鳍部结构；在所述鳍部结构侧壁形成侧墙，所述侧墙的高度小于所述鳍部结构的高度，高出所述侧墙的鳍部结构为第二鳍部，侧壁被所述侧墙覆盖的鳍部结构为第一鳍部；在所述鳍部结构的上表面形成掩膜层；形成所述掩膜层后，对所述侧墙和所述第一鳍部进行掺杂，形成具有第一掺杂的第一鳍部；形成具有第一掺杂的第一鳍部后，去除所述掩膜层。

可选的，形成鳍部结构的方法为：在所述基底上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层定义鳍部结构的位置；以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀部分厚度的所述基底，在基底上形成鳍部结构；在基底上形成鳍部结构后，去除所述图形化的掩膜层。

可选的，所述基底为绝缘体上硅基底，所述绝缘体上硅基底包括：底部衬底、位于底部衬底上的介质层和位于介质层上的顶部硅层；所述被刻蚀的部分厚度的基底为顶部硅层。