[发明专利]鳍式场效应管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作技术领域，特别涉及鳍式场效应管的形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了适应工艺节点的减小，不得不不断缩短MOSFET场效应管的沟道长度。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。

然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断(pinchoff)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthresholdleakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channeleffects)更容易发生。

因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路制作技术的兼容性。

然而，现有技术形成的鳍式场效应管的电学性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是减少形成屏蔽层的工艺对鳍部造成的损伤，在避免形成图形化的光刻胶层的工艺对鳍部造成损伤的同时，进一步减少鳍部材料的消耗。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面形成有若干分立的鳍部；采用沉积工艺形成覆盖于所述鳍部表面的屏蔽层，且所述沉积工艺的反应气体包括主源气体和氧源气体，其中，主源气体为含有鳍部材料原子的气体；在所述屏蔽层表面形成光刻胶膜；对所述光刻胶膜进行曝光处理以及显影处理，形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对部分鳍部进行掺杂工艺；去除所述图形化的光刻胶层；去除所述屏蔽层。

可选的，所述沉积工艺为高纵宽比沉积工艺。

可选的，所述主源气体为硅源气体，所述氧源气体为O₂。

可选的，所述高纵宽比沉积工艺为高纵宽比化学气相沉积工艺，且高纵宽比化学气相沉积工艺的工艺参数为：硅源气体流量为20sccm至2000sccm，氧源气体流量为10sccm至1000sccm，反应腔室压强为1毫托至50托，反应腔室温度为450度至800度。

可选的，所述沉积工艺为原子层沉积工艺。

可选的，所述主源气体为硅源气体，所述氧源气体为O₂。

可选的，所述原子层沉积工艺的工艺参数为：硅源气体流量为20sccm至2000sccm，氧源气体流量为10sccm至1000sccm，反应腔室压强为1毫托至50托，反应腔室温度为0度至120度，射频功率为1000瓦至3000瓦。

可选的，在形成所述屏蔽层之后还包括步骤：对所述屏蔽层进行退火处理。

可选的，所述退火处理的工艺参数为：退火温度为550度至1150度，退火时长为20min至150min，退火处理在N₂或He氛围下进行。

可选的，所述屏蔽层的材料为氧化硅。

可选的，采用干法刻蚀、湿法刻蚀或干法刻蚀和湿法刻蚀相结合的工艺去除所述屏蔽层。

可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀液体为氢氟酸溶液；通过SiCoNi刻蚀系统执行所述干法刻蚀工艺，干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括NH₃和HF。

可选的，所述显影处理的显影液为含有四甲基氢氧化铵的显影液。

可选的，鳍部的形成步骤包括：提供初始基底；在所述初始基底表面形成图形化的牺牲层；在所述初始基底表面形成紧挨牺牲层的侧墙层；去除所述牺牲层；以所述侧墙层为掩膜刻蚀初始基底形成鳍部，刻蚀后的初始基底为衬底。

可选的，在相邻鳍部之间的衬底表面形成有隔离层，且隔离层顶部表面低于鳍部顶部表面，屏蔽层位于隔离层表面。

可选的，采用流体化学气相沉积工艺形成所述隔离层。

可选的，所述掺杂工艺为离子注入。

可选的，所述离子注入的注入离子为N型离子或P型离子。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：