[发明专利]改善鳍式场效应管性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种改善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改善鳍式场效应管性能的方法，改善鳍部顶部拐角圆滑度，从而改善形成的鳍式场效应管的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种改善鳍式场效应管性能的方法，包括：提供衬底，所述衬底表面形成有分立的鳍部；形成覆盖所述衬底表面以及鳍部侧壁表面的隔离层，所述隔离层顶部低于鳍部顶部，所述隔离层暴露出第一厚度的鳍部；对所述高于隔离层的鳍部进行退火处理，所述退火处理适于 提高所述鳍部顶部拐角的圆滑度，其中，所述退火处理在含有H₂的氛围下进行；在进行所述退火处理之后，去除第二厚度的隔离层形成隔离结构；在形成所述隔离结构之后，对所述高于隔离结构的鳍部进行氧化处理，在鳍部的顶部和侧壁表面形成氧化层。

可选的，所述退火处理的退火温度为300℃～500℃。

可选的，在进行退火处理的工艺中，H₂流量为1sccm～1000sccm。

可选的，所述第一厚度为0.5nm～5nm。

可选的，所述第二厚度为5nm～50nm。

可选的，在形成所述隔离层之前，所述鳍部顶部表面形成有硬掩膜层。

可选的，形成所述隔离层的工艺步骤包括：形成覆盖所述衬底表面、鳍部侧壁表面、以及硬掩膜层表面的隔离膜，所述隔离膜顶部高于硬掩膜层顶部；去除高于所述硬掩膜层顶部的隔离膜；接着，去除所述硬掩膜层；去除部分厚度的隔离膜形成所述隔离层。

可选的，所述隔离膜的形成工艺包括：采用流动性化学气相沉积工艺形成前驱隔离膜；对所述前驱隔离膜进行退火固化处理，将前驱隔离膜转化为隔离膜。

可选的，在形成所述隔离膜之前，在所述衬底表面以及鳍部侧壁表面形成线性氧化层；在去除部分厚度的隔离膜的同时，还去除高于隔离层的线性氧化层。

可选的，所述线性氧化层的材料为氧化硅。

可选的，所述氧化处理为干氧氧化、水汽氧化或湿氧氧化。

可选的，采用原位水汽生成氧化工艺进行所述氧化处理，工艺参数包括：反应气体包括O₂、H₂和H₂O，其中，O₂流量为0.1slm至20slm，H₂流量为0.1slm至20slm，H₂O流量为0.1slm至50slm，反应腔室温度为650度至1000度，反应腔室压强为0.1托至760托，反应时长为5秒至10分。

可选的，所述氧化层的材料为氧化硅。

可选的，还包括步骤：在所述氧化层表面形成高k栅介质层；在所述高k栅介质层表面形成栅电极层。