[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中，所述方法包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括半导体衬底；在所述半导体衬底上的电介质层；以及在所述电介质层的第二部分上的第一硬掩模，其中所述电介质层未被所述第一硬掩模覆盖的部分为第一部分；在所述半导体结构上形成第一共聚物；执行退火处理，以使得所述第一共聚物形成交错排列的第一单体和第二单体；去除所述第一单体；以所述第二单体为掩模对所述第一部分进行刻蚀，以形成延伸到所述半导体衬底的第一沟槽；去除所述第二单体和所述第一硬掩模；在所述第一沟槽中外延形成第一半导体鳍片。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体装置及其制造方法。

背景技术

锗是一种已知的半导体材料，锗的电子迁移率和空穴迁移率均比硅高，因此，在集成电路制造中采用锗会使得器件的性能更好。

随着器件的关键尺寸减小，短沟道效应越来越明显。为了减小短沟道效应，倾向采用鳍式场效应晶体管晶体管(Fin field-effect transistors，FinFET)替代平面晶体管。

在更小尺寸的器件中，如何制造FinFET中的鳍片是一个值得关注的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种半导体装置的制造方法，能够形成半导体鳍片。

根据本发明的一方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括半导体衬底；在所述半导体衬底上的电介质层；以及在所述电介质层的第二部分上的第一硬掩模，其中所述电介质层未被所述第一硬掩模覆盖的部分为第一部分；在所述半导体结构上形成第一共聚物；执行退火处理，以使得所述第一共聚物形成交错排列的第一单体和第二单体；去除所述第一单体；以所述第二单体为掩模对所述第一部分进行刻蚀，以形成延伸到所述半导体衬底的第一沟槽；去除所述第二单体和所述第一硬掩模；在所述第一沟槽中外延形成第一半导体鳍片。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述第二部分中形成延伸到所述半导体衬底的第二沟槽；在所述第二沟槽中外延形成第二半导体鳍片。

在一个实施例中，所述第一半导体鳍片和所述第二半导体鳍片包括SiGe鳍片。

在一个实施例中，所述第一半导体鳍片和/或所述第二半导体鳍片中Ge的含量由下向上是渐变的。

在一个实施例中，所述第一半导体鳍片中Ge的含量由下向上逐渐增大，所述第二半导体鳍片中Ge的含量由下向上逐渐减小。

在一个实施例中，所述第一半导体鳍片中Ge的含量由下向上逐渐减小，所述第二半导体鳍片中Ge的含量由下向上逐渐增大。

在一个实施例中，所述在所述第二部分中形成延伸到所述半导体衬底的第二沟槽包括：在所述电介质层的第一部分上形成第二硬掩模；在所述第二硬掩模和所述第二部分上形成第二共聚物；执行退火处理，以使得所述第二共聚物形成交错排列的第三单体和第四单体；去除所述第三单体；以所述第四单体为掩模对所述第二部分进行刻蚀，以形成延伸到所述半导体衬底的第二沟槽；去除所述第四单体和所述第二硬掩模。

在一个实施例中，所述第二聚合物与所述第一聚合物相同；所述第三单体与所述第一单体相同；所述第四单体与所述第二单体相同。

在一个实施例中，所述方法还包括：对所述电介质层进行回刻，以使得剩余的电介质层的上表面低于所述第一半导体鳍片和所述第二半导体鳍片的上表面。

在一个实施例中，所述第一共聚物为苯乙烯-b-甲基丙稀酸甲酯。

在一个实施例中，所述第一单体为甲基丙稀酸甲酯，所述第二单体为苯乙烯。

在一个实施例中，所述第一单体的宽度为20nm，所述第二单体的管度为15nm。