[发明专利]硅鳍片结构的修整方法

说明书

一种硅鳍片结构的修整方法，包含以下步骤：(a)在基材上形成硅鳍片结构；及(b)使所述硅鳍片结构与极性溶液接触，以使所述硅鳍片结构的(100)晶面的蚀刻速率与(111)晶面的蚀刻速率的比值范围不大于2.5、(110)晶面的蚀刻速率与(111)晶面的蚀刻速率的比值范围不大于2.5，以及(100)晶面的蚀刻速率与(110)晶面的蚀刻速率的比值范围介于0.9至1.1，所述极性溶液包括四级铵氢氧化物、水及极性有机溶剂，所述极性有机溶剂是选自于二甲基亚砜、环丁砜、四氢呋喃、N‑甲基咯烷酮或上述的任意组合。通过使用对所述硅鳍片结构的(100)、(110)及(111)晶面具有特定的蚀刻选择比的所述极性溶液，使修整后的所述硅鳍片结构具有所希望的形状。

技术领域

本发明涉及一种鳍式场效晶体管的硅鳍片结构的修整方法，特别是涉及一种利用湿蚀刻工艺修整鳍式场效晶体管的硅鳍片结构的修整方法。

背景技术

为了持续达到金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)的微缩，鳍式场效晶体管(FinFET)因应而生。

具有薄型鳍片结构的三闸极晶体管(Tri-gate)具有与现有工艺流程更兼容的优点，因此，三闸极晶体管可用作短信道高性能组件或低压电路。三闸极晶体管的临界电压(threshold voltage，Vth)及漏电流(Off-current，Ioff)受到三闸极的拐角(corner)的顶面及侧面的闸极电场(Gate electric fields)重迭的影响，因此需要通过修整鳍片及其拐角来抑制此种拐角效应(corner effect)。

例如，现有的其中一种硅鳍片修整方法是使用多循环氧化加上稀释的氢氟酸来修整硅鳍片11，然而，硅基材12的浅沟槽隔离结构13或其他结构上的二氧化硅可能也会连带被蚀刻(参阅图1)，并且会导致其他可靠性问题。

现有的另一种硅鳍片修整方法是利用碱性物质，例如NH₄OH、TMAH等湿蚀刻硅鳍片21，形成修整后的硅鳍片21a。但是，上述碱性物质对硅鳍片21的(100)、(110)及(111)晶面有很高的各向异性(anisotropic)，而导致修整后的硅鳍片21a有顶点问题(tip-topissue)(参阅图2)。

例如中国专利申请公布号CN106206314A揭露的硅鳍片修整方法，是在硅鳍片31上形成外延结构32，以补偿硅鳍片31的(100)及(111)晶面上的较快蚀刻速率来解决上述的顶点问题，并形成具有特定形状的修整后的硅鳍片31a(参阅图3)。然而，所述方法的控制非常复杂，而导致制造过程中的再现性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以改善现有技术的至少一个缺点的硅鳍片结构的修整方法。

本发明硅鳍片结构的修整方法，包含以下步骤：

(a)在基材上形成硅鳍片结构；及

(b)使所述硅鳍片结构与极性溶液接触，以使所述硅鳍片结构的(100)晶面的蚀刻速率与(111)晶面的蚀刻速率的比值范围不大于2.5、(110)晶面的蚀刻速率与(111)晶面的蚀刻速率的比值范围不大于2.5，以及(100)晶面的蚀刻速率与(110)晶面的蚀刻速率的比值范围介于0.9至1.1，所述极性溶液包括四级铵氢氧化物、水及极性有机溶剂，所述极性有机溶剂是选自于二甲基亚砜、环丁砜、四氢呋喃、N-甲基咯烷酮或上述的任意组合。

本发明硅鳍片结构的修整方法，所述四级铵氢氧化物是选自于四甲基铵氢氧化物、四乙基铵氢氧化物、四丁基铵氢氧化物、苄基三甲基铵氢氧化物或上述的任意组合。

本发明硅鳍片结构的修整方法，所述极性溶液还包括阳离子界面活性剂。

本发明硅鳍片结构的修整方法，所述阳离子界面活性剂是选自于四级氯化物、聚乙二醇的铵盐或上述的任意组合。