[发明专利]一种Fin-FET的沟槽隔离的形成方法

说明书

本发明提供了一种Fin‑FET的沟槽隔离的形成方法，包括：在衬底上形成硬掩膜；刻蚀衬底以形成鳍；去除硬掩膜；填充隔离材料并进行平坦化；刻蚀去除部分厚度的隔离材料，以形成沟槽隔离。在刻蚀衬底形成鳍之后，就去除硬掩膜，避免了在平坦化后进行去除而导致的鳍表面的损伤，保证了鳍的质量，利于提高器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种Fin-FET的沟槽隔离的形成方法。

背景技术

随着集成电路工艺的不断发展，器件的沟道长度不断的缩短，出现的短沟道效应使得器件的电学性能不断恶化。英特尔在22nm技术节点引入鳍式场效应晶体管(Fin-FET)的立体器件结构，Fin-FET是具有鳍型沟道结构的晶体管，它利用薄鳍的几个表面作为沟道，从而可以防止传统晶体管中的短沟道效应，同时可以增大工作电流。

相对于传统的二维平面器件结构，Fin-FET结构在工艺集成方面有较大的改变。其中，STI(浅沟槽隔离)的形成完全不同于传统的平面器件结构，目前，其形成Fin器件的STI主要包括步骤：在硅衬底100上形成Si₃N₄硬掩膜110，如图1A所示；接着，刻蚀硅衬底形成鳍(Fin)120，如图1B所示；填充SiO₂介质材料130，如图1C所示；进行化学机械平坦化(CMP)，并以Si₃N₄硬掩膜110为停止层，如图1D所示；使用高温磷酸H₃PO₄腐蚀去掉Si₃N₄硬掩膜，如图1E所示；使用HF腐蚀掉一定厚度的SiO₂介质材料，保留部分SiO₂介质材料140在硅槽内，从而形成STI，如图1F所示。

在该形成方法中，需要使用高温的磷酸将Si₃N₄硬掩膜去除，在去除之后，Fin浸泡在高温的磷酸中，这会对Fin的硅表面造成损伤，增加其缺陷密度，从而会对晶体管的电学特性产生明显影响。同时，Fin的硅表面不平整会不利于氧化硅介质材料腐蚀的均匀性的控制。此外，进行化学机械平坦化(CMP)时需要控制有效停止，否则过磨后会增加氧化硅介质材料的局部凹陷，也不利于氧化硅介质材料腐蚀的均匀性的控制。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷，提供一种Fin-FET的沟槽隔离的形成方法，避免对Fin表面的破坏，同时改善氧化硅介质材料腐蚀的均匀性。

本发明提供了一种Fin-FET的沟槽隔离的形成方法，包括：

在衬底上形成硬掩膜；

刻蚀衬底以形成鳍；

去除硬掩膜；

填充隔离材料并仅对部分隔离材料进行平坦化；

刻蚀去除部分厚度的隔离材料，以形成沟槽隔离。

优选地，所述硬掩膜为二氧化硅，采用氢氟酸腐蚀去除该硬掩膜。

优选地，所述隔离材料为二氧化硅。

优选地，进行平坦化后，所述鳍上保留有一定厚度的隔离材料。

优选地，采用氢氟酸腐蚀去除部分厚度的隔离材料，以形成沟槽隔离。

优选地，采用稀释比例为100:1的HF进行腐蚀，温度为25℃

本发明实施例提供的Fin-FET的沟槽隔离的形成方法，在刻蚀衬底形成鳍之后，就去除硬掩膜，避免了在平坦化后进行去除而导致的鳍表面的损伤，保证了鳍的质量，利于提高器件的性能。

更进一步地，硬掩膜采用二氧化硅，其为常温腐蚀工艺，进一步减小对鳍的表面的损伤。