[发明专利]一种鳍式场效应管及其形成方法

说明书

本发明提供了一种鳍式场效应管及其形成方法，属于半导体集成电路制造技术领域，利用半导体基体上鳍形结构上下层的宽度差异实现，当鳍形结构的上下层的宽度差异足够大时，可以使鳍形结构的底部被完全氧化，而保留鳍形结构的扩大部，然后在半导体基体上形成氧化层，从而实现了鳍形结构的底部形成了具有一致性的抗穿通层，摒弃了现有技术中采用离子注入的方式在鳍底部形成抗穿通层的方法，优化了FinFET器件性能，同时可与现有工艺具有良好的兼容性。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，更具体地，涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。

背景技术

随着对成本和可靠性的更多考虑，对具有更高集成度(即晶体管和其他器件的更高的封装密度)的半导体器件具有持续的需求。为了提高集成度，FinFET(鳍式场效应晶体管)器件在各种应用中的半导体集成电路和其他半导体器件中越来越普遍。FinFET器件是利用在衬底表面上方延伸的半导体鳍作为晶体管的沟道区域的晶体管。

目前鳍式场效应管在小尺寸领域被广泛使用，随着高集成度的推进，晶体管的沟道长度也在不断减小。如果沟道长度减小到小于操作限值，将产生不期望的结果，诸如短沟道效应和穿通。

现有技术中，通常采用离子注入的方式在鳍底部形成抗穿通层(APT)，而形成抗穿通层相对于鳍的位置是困难的并且具有挑战性的。当实施穿过鳍的离子注入操作时，可能产生APT层的随机掺杂波动，并且这种随机掺杂波动使得鳍之间不匹配。FinFET晶体管的性能还与APT相对于鳍的位置密切相关。如果在衬底中形成的APT位于鳍下面太深的位置，产生不期望的短沟道效应。穿过鳍的注入还会破坏鳍自身。当APT层在衬底中形成较浅时，APT层的掺杂物杂质占据鳍的下部，尤其是在半导体制造中使用高热处理之后，这些高热处理导致从APT层反向扩散至鳍内。

因此，业界亟需提供一种鳍式场效应管及其形成方法，该FinFET器件包括在整个器件中具有一致性、不扩散至鳍中的抗穿通层的鳍。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在上述缺陷，提供了一种鳍式场效应管及其形成方法，该FinFET器件包括在整个器件中具有一致性、不扩散至鳍中的抗穿通层的鳍。

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，包括以下步骤：

步骤S01：提供一半导体基体，并对所述半导体基体进行图案化刻蚀，以形成具有鳍形结构的半导体基体；

步骤S02：在具有鳍形结构的半导体基体上依次形成氧化物层以及氮化物层；

步骤S03：对所述氮化物层进行磨平，并暴露出所述鳍形结构的顶部；

步骤S04：去除鳍形结构两侧的氧化物层，并对暴露出部分侧壁的鳍形结构进行外延生长；

步骤S05：去除氮化物层以及氧化物层，同时暴露出鳍形结构；其中，所述鳍形结构具有扩大部和底部，且所述扩大部的宽度大于所述底部的宽度；

步骤S06：对半导体基体进行氧化处理，同时使所述鳍形结构的底部被完全氧化；

步骤S07：在半导体基体上形成氧化层，所述氧化层覆盖所述鳍形结构的扩大部；

步骤S08：对所述氧化层进行刻蚀，直至暴露出所述鳍形结构的部分侧壁，最后在垂直于鳍形结构的方向上形成栅极。

优选的，所述半导体基体的材料为单晶硅、锗硅或碳硅。

优选的，所述步骤S02中，在半导体基体上通过原子层沉积或化学气相沉积形成氧化物层以及氮化物层。

优选的，所述氧化物层的材料为氧化硅，所述氮化物层的材料为氮化硅。

优选的，所述步骤S03中，采用化学机械抛光工艺对所述氮化物层进行磨平。