[发明专利]鳍式场效应晶体管的形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有初始鳍部；在所述初始鳍部和半导体衬底上形成牺牲层，所述牺牲层的顶部表面高于初始鳍部的顶部表面；在所述牺牲层和初始鳍部中形成凹槽，所述凹槽将初始鳍部分割，形成位于凹槽两侧的第一鳍部和第二鳍部；在所述凹槽中填充满隔离层后，去除所述牺牲层。所述方法提高了鳍式场效应晶体管的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。

背景技术

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管的工作原理是：通过在栅极结构施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。而鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁表面的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

然而，现有技术形成的鳍式场效应晶体管的电学性能较差。

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的形成方法，以提高鳍式场效应晶体管的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有初始鳍部；在所述初始鳍部和半导体衬底上形成牺牲层，所述牺牲层的顶部表面高于初始鳍部的顶部表面；在所述牺牲层和初始鳍部中形成凹槽，所述凹槽将初始鳍部分割，形成位于凹槽两侧的第一鳍部和第二鳍部；在所述凹槽中填充满隔离层后，去除所述牺牲层。

可选的，所述牺牲层的材料为多晶硅或无定型碳。

可选的，所述隔离层的材料为氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅。

可选的，形成所述隔离层的方法包括：在所述凹槽中、以及牺牲层上形成隔离材料层；去除高于牺牲层顶部表面的隔离材料层，从而在所述凹槽中形成隔离层。

可选的，形成所述隔离材料层的工艺为高密度等离子体沉积工艺或者流体化学气相沉积工艺。

可选的，在去除所述牺牲层的过程中，所述牺牲层相对于隔离层的刻蚀选择比值为10～20。

可选的，形成所述隔离层的方法包括：在所述凹槽中形成第一子隔离层，所述第一子隔离层暴露出高于第一鳍部和第二鳍部顶部表面的牺牲层侧壁；形成第一子隔离层后，沿着垂直于牺牲层侧壁的方向刻蚀去除所述凹槽侧壁的部分牺牲层；沿着垂直于牺牲层侧壁的方向刻蚀去除所述凹槽侧壁的部分牺牲层后，在所述牺牲层的侧壁形成侧墙；形成侧墙后，在所述凹槽中填充满第二子隔离层，所述第二子隔离层和第一子隔离层构成隔离层；去除牺牲层后，去除所述侧墙。

可选的，在去除所述牺牲层的过程中，牺牲层相对于侧墙的刻蚀选择比值为10～20；在去除所述侧墙的过程中，所述侧墙相对于所述隔离层的刻蚀选择比值为10～20。

可选的，所述侧墙的材料为氮化硅或者氮氧化硅。

可选的，隔离层的顶部表面比第一鳍部和第二鳍部的顶部表面高20埃～100埃。

可选的，形成所述凹槽的工艺包括：在所述牺牲层上形成第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，采用各向异性干法刻蚀工艺刻蚀牺牲层和初始鳍部直至刻蚀到牺牲层的底部表面，形成凹槽。