[发明专利]提高鳍式场效应管性能的方法

说明书

一种提高鳍式场效应管性能的方法，包括：提供表面具有鳍部的衬底，衬底表面还形成有隔离层，隔离层覆盖鳍部部分侧壁表面，高于隔离层顶部的鳍部包括第一部分鳍部以及第二部分鳍部；对第一部分鳍部和第二部分鳍部进行非晶化离子注入，在第一部分鳍部侧壁表面形成第一非晶化层，在第二部分鳍部顶部表面和侧壁表面形成第二非晶化层，第二非晶化层的厚度大于第一非晶化层的厚度；对第一部分鳍部和第二部分鳍部进行氧化处理，在第二部分鳍部的顶部表面和侧壁表面、以及第一部分鳍部侧壁表面形成氧化层。本发明提高形成的氧化层厚度均匀性，特别是鳍部顶部拐角区域的氧化层性能得到提高，进而提高鳍式场效应管的可靠性和电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体制作技术领域，特别涉及一种提高鳍式场效应管性能的方法。

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，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)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，栅极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提供一种提高鳍式场效应管性能的方法，提高形成的氧化层厚度均匀性，改善鳍式场效应管的可靠性和电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种提高鳍式场效应管的方法，包括：提供衬底，所述衬底表面形成有分立的鳍部，所述衬底表面还形成有隔离层，所述隔离层覆盖鳍部部分侧壁表面，且所述隔离层顶部低于鳍部顶部，其中，高于所述隔离层顶部的鳍部包括第一部分鳍部以及位于第一部分鳍部顶部表面的第二部分鳍部；对所述第一部分鳍部和第二部分鳍部进行非晶化离子注入，在所述第一部分鳍部侧壁表面形成第一非晶化层，在所述第二部分鳍部顶部表面和侧壁表面形成第二非晶化层，且第二非晶化层的厚度大于第一非晶化层的厚度；在进行所述非晶化离子注入之后，对所述第一部分鳍部和第二部分鳍部进行氧化处理，在所述第二部分鳍部的顶部表面和侧壁表面、以及第一部分鳍部侧壁表面形成氧化层。

可选的，所述第二部分鳍部的厚度为1纳米至5纳米。

可选的，所述第一非晶化层的材料为非晶硅；所述第二非晶化层的材料为非晶硅。

可选的，采用锗离子、碳离子、硅离子或氟离子中的一种或多种，进行所述非晶化离子注入。

可选的，所述非晶化离子注入包括第一次非晶化离子注入和第二次非晶化离子注入，其中，所述第一非晶化离子注入和第二非晶化离子注入分别对鳍部两相对的侧壁进行离子注入。

可选的，所述非晶化离子注入的注入角度为3度至20度。

可选的，采用硅离子进行所述非晶化离子注入，其中，注入能量为1kev至4kev，注入剂量为1E14atom/cm²至1E16atom/cm²，注入角度为3度至20度。

可选的，采用氟离子进行所述非晶化离子注入，其中，注入至第二部分鳍部顶部表面和侧壁表面的氟离子浓度大于注入至第一部分鳍部侧壁表面的氟离子浓度。