[发明专利]一种形成浅沟槽隔离的方法

说明书

本发明公开了一种形成浅沟槽隔离的方法，包括如下步骤：S01：在衬底上形成垂直于衬底的鳍结构；S02：以四氯化硅和氧气为刻蚀气体，对相邻鳍结构之间的衬底进行刻蚀，得到从衬底上方到下方逐渐变窄的浅沟槽隔离以及覆盖在所述鳍结构侧壁和上表面的氧化硅层；S03：去除上述的氧化硅层，形成位于鳍结构之间的浅沟槽隔离。本发明提供的一种形成浅沟槽隔离的方法，采用不同的刻蚀方式形成鳍结构和浅沟槽隔离，从而同时满足鳍结构以及浅沟槽隔离与衬底表面的不同夹角需求。

技术领域

本发明属于集成电路工艺领域，具体涉及一种形成浅沟槽隔离的方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，传统的平面器件已难以满足人们对高性能器件的需求。鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)是一种立体型器件，包括在衬底上垂直形成的鳍以及与鳍相交的堆叠栅。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电口，同时也可以大幅缩短晶体管的闸长。

请参阅图1，图1是现有的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。如图1所示，鳍式场效应晶体管结构包括：位于底层的半导体衬底10，在所述半导体衬底10上形成有凸起的鳍部14，鳍部14一般是通过对半导体衬底10刻蚀得到的；介质层11覆盖在所述半导体10的表面以及鳍部14的侧壁的一部分；栅极结构12横跨在所述鳍部14的顶部和侧壁，栅极结构12包括栅介质层(图中未示出)和位于栅介质层上的栅电极(图中未示出)。更多关于鳍式场效应晶体管的介绍请参考公开号为“US7868380B2”的美国专利。

现有鳍式场效应晶体管中浅沟槽隔离的形成方法，通常是鳍式场效应晶体管的鳍结构和浅沟槽隔离采用同一个掩模版形成，然后用同一步骤刻蚀工艺完成。但是，鳍结构的形貌和浅沟槽隔离的形貌要求是不一样的，鳍结构的形貌要求侧边墙角度在89°以上，这是出于对器件性能的考虑(降低DIBL效应)；而浅沟槽隔离的形貌要求侧边墙角度在87°,这是出于对浅沟槽隔离填充能力的考虑。当前技术很难兼顾鳍结构和浅沟槽隔离的所需角度，形貌很难控制。所以，急需找到一种新的控制鳍式场效应晶体管中浅沟槽隔离形貌的形成方法，以消除现有技术存在的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种形成浅沟槽隔离的方法，采用不同的刻蚀方式形成鳍结构和浅沟槽隔离，从而同时满足鳍结构以及浅沟槽隔离与衬底表面的不同夹角需求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种形成浅沟槽隔离的方法，包括如下步骤：

S01：在衬底上形成垂直于衬底的鳍结构；

S02：以四氯化硅和氧气为刻蚀气体，对相邻鳍结构之间的衬底进行刻蚀，得到从衬底上方到下方逐渐变窄的浅沟槽隔离以及覆盖在所述鳍结构侧壁和上表面的氧化硅层；

S03：去除上述的氧化硅层，形成位于鳍结构之间的浅沟槽隔离。

进一步地，所述步骤S01中形成鳍结构的具体步骤包括：

S011：在衬底上形成硬掩模层；

S012：对所述硬掩膜层进行刻蚀，在所述硬掩膜层中形成贯穿所述硬掩膜层的沟槽；

S013：在上述沟槽中形成位于所述硬掩膜层侧壁上的侧墙；

S014：以所述侧壁为掩膜，对衬底进行刻蚀，形成垂直于衬底的鳍结构。

进一步地，所述鳍结构的侧壁与衬底表面之间的夹角大于89°。

进一步地，所述硬掩膜层为双层结构，由上往下依次为不定形碳层以及多晶硅层。

进一步地，所述多晶硅层的厚度为至所述不定形碳层201的厚度为至

进一步地，所述步骤S012中对所述硬掩膜层进行干法刻蚀，刻蚀气体包括氯气和氧气。