[发明专利]鳍式场效应管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种鳍式场效应管的形成方法。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小。为了适应特征尺寸的减小，MOSFET的沟道长度也相应不断缩短。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，因此栅极对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，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，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET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，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面MOSFET相比，栅极对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，与现有集成电路制造具有更好的兼容性。

但是，现有技术形成的半导体器件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鳍式场效应管的形成方法，优化半导体器件的电学性能。

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，所述衬底上具有多个分立的鳍部，所述鳍部具有第一原子；形成横跨所述鳍部的伪栅结构，且所述伪栅结构覆盖部分鳍部顶部表面和侧壁表面，所述伪栅结构包括栅氧化层以及位于所述栅氧化层上的伪栅电极层；去除第一厚度的所述伪栅电极层；去除第一厚度的所述伪栅电极层后，采用含有第二原子的气体对所述鳍部顶部进行退火处理，所述第二原子能在所述退火处理中与所述第一原子形成化学键。

可选的，所述衬底的材料为硅，所述第一原子为Si原子。

可选的，采用含有第二原子的气体对所述鳍部顶部进行退火处理的步骤中，在含有H₂或D₂的氛围下进行所述退火处理，所述第二原子为H原子；或者，在含有F的氛围下进行所述退火处理，所述第二原子为F原子。

可选的，H₂、D₂或F的气体流量为100sccm至1000sccm。

可选的，所述退火处理为炉管退火处理、尖峰退火处理或激光退火处理。

可选的，所述退火处理为炉管退火处理；所述炉管退火处理的参数包括：退火温度为300℃至700℃，退火时间为1H至3H，压强为10托至一个标准大气压。

可选的，所述退火处理为尖峰退火处理；所述尖峰退火处理的参数包括：退火温度为850℃至950℃，压强为10托至一个标准大气压。

可选的，所述退火处理为激光退火处理；所述激光退火处理的参数包括：退火温度为950℃至1050℃，压强为10托至一个标准大气压。

可选的，去除部分厚度的所述伪栅电极层的步骤包括：去除第一厚度的所述伪栅电极层后，剩余所述伪栅电极层的顶部高于所述鳍部顶部；或者，剩余所述伪栅电极层暴露出第二厚度的鳍部。

可选的，第一厚度为高于所述鳍部顶部的伪栅电极层厚度的0.5倍至1.02倍。

可选的，，剩余所述伪栅电极层暴露出第二厚度的鳍部，所述第二厚度为至

可选的，形成所述栅氧化层的工艺为干氧氧化、水汽氧化或湿氧氧化。

可选的，采用原位水汽生成氧化工艺形成所述栅氧化层，所述原位水汽生成氧化工艺的参数包括：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，所述栅氧化层的材料为氧化硅。

可选的，所述栅氧化层的厚度为至