[发明专利]鳍式场效应管及其形成方法

说明书

一种鳍式场效应管及其形成方法，鳍式场效应管的形成方法包括：在鳍部的顶部和侧壁表面形成第一氧化层；去除所述第一区域的第一氧化层，暴露出第一区域的鳍部表面；在所述第一区域的鳍部表面形成第二氧化层；在所述第一氧化层上以及第二氧化层上形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡上形成隔离层，所述隔离层填充满相邻鳍部之间的区域；回刻蚀去除部分厚度的隔离层形成隔离结构，所述隔离结构顶部低于鳍部顶部；去除高于所述隔离结构顶部的刻蚀阻挡层，暴露出所述第二氧化层。本发明避免隔离结构损失的问题，并且还避免了有效鳍部底部宽度尺寸变大的问题，从而显著的改善了短沟道效应问题，提高了形成的鳍式场效应管的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。

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，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性能仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管及其形成方法，改善鳍式场效应管的性能。

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：提供衬底以及位于衬底表面的分立的鳍部，所述衬底包括第一区域和第二区域；在所述鳍部的顶部和侧壁表面形成第一氧化层；去除所述第一区域的第一氧化层，暴露出第一区域的鳍部表面；在所述第一区域的鳍部表面形成第二氧化层，所述第二氧化层的厚度小于第一氧化层的厚度；在所述第一氧化层表面以及第二氧化层表面形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡上形成隔离层，所述隔离层填充满相邻鳍部之间的区域，其中，所述刻蚀阻挡层的材料与所述隔离层的材料不同；回刻蚀去除部分厚度的隔离层形成隔离结构，所述隔离结构顶部低于鳍部顶部；去除高于所述隔离结构顶部的刻蚀阻挡层，暴露出高于隔离结构顶部的第一区域的第二氧化层表面，且暴露出高于隔离结构顶部的第二区域的第一氧化层表面；在所述暴露出的第一区域的第二氧化层表面形成第一栅极，所述第一栅极横跨第一区域的鳍部；在所述暴露出的第二区域的第一氧化层表面形成第二栅极，所述第二栅极横跨第二区域的鳍部。

可选的，所述第一氧化层的厚度为20埃至50埃；所述第二氧化层的厚度为8埃至20埃。

可选的，所述刻蚀阻挡层的材料为非晶硅、非晶碳或氮化硅。

可选的，所述刻蚀阻挡层的厚度为1纳米至20纳米。

可选的，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述高于隔离结构的刻蚀阻挡层。

可选的，所述刻蚀阻挡层的材料为非晶硅；所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液体为四甲基氢氧化铵溶液或氨水溶液。

可选的，所述隔离层的材料为氧化硅。

可选的，采用氧化工艺形成所述第一氧化层；采用氧化工艺形成所述第二氧化层。