[发明专利]鳍式场效应晶体管及其制造方法

说明书

本发明提供一种鳍式场效应晶体管及其制造方法，包括：提供衬底；在衬底上形成鳍；在衬底上依次形成隔离层和阻挡层；形成位于鳍侧壁上的侧墙；在隔离层中形成多个露出鳍的凹槽；在凹槽中填充半导体材料，并对半导体材料进行掺杂以形成源区或漏区；在源区或漏区之间的鳍上形成栅极。所述晶体管包括：衬底；位于所述衬底上的鳍；覆盖于所述鳍侧壁和顶部的隔离层；位于所述鳍侧壁上的侧墙；横跨至少一个所述鳍的栅极；形成于栅极两侧的鳍顶部隔离层中的漏区。本发明通过增加阻挡层形成隔离层侧壁，鳍、隔离层顶部与隔离侧墙构成的凹槽底面比较平坦，有利于源区或漏区材料生长的速度与质量，进而有利于提升形成的鳍式场效应晶体管的性能。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种鳍式场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

传统金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，MOSFET)中的栅极为平面结构，随着晶体管尺寸不断减小，短沟道效应变得明显，亚阈值电流以及栅泄露电流的增加影响了MOSFET的整体性能，这也限制了传统MOSFET尺寸的进一步减小。

相比之下，多面栅MOSFET具有较好的栅控能力，并能够较好的抑制短沟道效应。在此之中，鳍式场效应晶体管(Fin Field Effect Transistor，FinFET)是一种常见的多面栅结构的晶体管。

鳍式场效应晶体管为立体结构，包括衬底，所述衬底上形成有一个或多个凸出的鳍，鳍之间设置有绝缘隔离部件；栅极横跨于鳍上且覆盖所述鳍的顶部和侧壁。由于这种立体结构与传统平面结构的晶体管具有较大区别，部分工艺如果操作不当可能对形成器件的电学性能造成很大影响。

现有技术中，会在形成的鳍中刻蚀形成凹槽，然后在凹槽中填充半导体材料以形成源区或漏区。如果刻蚀形成的凹槽形貌不佳，容易影响后续形成源区或漏区的质量，进而影响整个鳍式场效应晶体管的性能。

因此，如何优化鳍的刻蚀工艺，提升鳍式场效应晶体管的性能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管及其制造方法，以提升鳍式场效应晶体管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成鳍；

在所述鳍以及鳍之间的衬底上依次形成隔离层和阻挡层；

对所述阻挡层进行第一刻蚀，形成位于鳍侧壁上的侧墙；

对位于鳍顶部的隔离层进行第二刻蚀，在隔离层中形成多个露出鳍的凹槽；

在所述凹槽中填充半导体材料，并对所述半导体材料进行掺杂以形成源区或漏区；

在源区或漏区之间的鳍上形成栅极，所述栅极横跨至少一个所述鳍且所述栅极覆盖所述鳍的侧壁与顶部。

可选的，对隔离层进行第二刻蚀的步骤中：阻挡层的刻蚀速率小于隔离层的刻蚀速率。

可选的，所述隔离层的材料为氮化硅，所述阻挡层的材料为碳氮化硅。

可选的，在所述鳍以及鳍之间的衬底上依次形成隔离层和阻挡层的步骤包括：在形成氮化硅材料的隔离层过程中，对氮化硅进行原位的碳掺杂，形成碳氮化硅材料的阻挡层。

可选的，所述对氮化硅进行原位碳掺杂的步骤中，所述碳掺杂的浓度在1×1018到5×1020原子每立方厘米的范围内。

可选的，所述阻挡层的厚度在到的范围内。

可选的，所述隔离层的厚度在到的范围内。