鳍式场效应晶体管的形成方法技术

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平；刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面，所述鳍部表面具有第一表面电荷；对所述鳍部进行表面电荷处理，使所述鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量。所述方法降低了鳍部表面的表面电荷量，从而降低了鳍式场效应晶体管阈值电压的差异性。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应晶体管的形成方法
本专利技术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。
技术介绍
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(FinFET)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性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，避免鳍部表面的表面电荷量较多，从而避免鳍式场效应晶体管阈值电压的差异性较大。为解决上述问题，本专利技术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，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平；刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面，所述鳍部表面具有第一表面电荷；对所述鳍部进行表面电荷处理，使所述鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量。可选的，所述第二表面电荷的电荷量和第一表面电荷的电荷量的比例为50:100～1:100。可选的，所述表面电荷处理的工艺为：对所述鳍部进行化学下游刻蚀。可选的，所述化学下游刻蚀的参数为：采用的气体为NO、N2或Ar，等离子体化功率为100瓦～1000瓦，刻蚀温度为-50摄氏度～50摄氏度。可选的，所述表面电荷处理的工艺为：对所述鳍部进行第一退火处理。可选的，所述第一退火处理为尖峰退火或快速热退火。可选的，所述第一退火处理采用的气体为NH3、N2或NO，退火温度为1000摄氏度～2000摄氏度。可选的，所述表面电荷处理的工艺为：对所述鳍部进行灰化处理。可选的，所述灰化处理的参数为：采用的气体为NH3、N2或NO，温度为250摄氏度～350摄氏度，时间为60秒～1200秒。可选的，所述表面电荷处理的工艺为：在所述鳍部表面形成电荷吸附层；在所述电荷吸附层中掺杂第一吸附原子后，对所述电荷吸附层和鳍部进行第二退火处理；去除所述电荷吸附层。可选的，所述电荷吸附层的材料为氮化钛或氮化钽。可选的，所述第一吸附原子为Al、Hf或La。可选的，在所述电荷吸附层中掺杂第一吸附原子后，还包括：在所述电荷吸附层表面形成多晶硅层；在所述多晶硅层中掺杂第二吸附原子后，对所述电荷吸附层、多晶硅层和鳍部进行第二退火处理；去除所述电荷吸附层和多晶硅层。可选的，所述第二吸附原子为P。可选的，刻蚀所述隔离层的工艺为湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：由于刻蚀所述隔离层后，对所述鳍部进行了表面电荷处理，所述表面电荷处理前鳍部表面的具有第一表面电荷，所述表面电荷处理后鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量，即通过表面电荷处理，使得鳍部表面的表面电荷量降低，从而使得不同鳍部表面的表面电荷量的差异性减小，因此对应的不同鳍式场效应晶体管的阈值电压的差异性减小。附图说明图1为本专利技术第一实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的流程图；图2至图5为本专利技术第一实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图；图6为本专利技术第二实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的流程图；图7为本专利技术第三实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的流程图；图8为本专利技术第四实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的流程图；图9至图12是本专利技术第四实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。具体实施方式现有技术中，鳍式场效应晶体管的形成方法为：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的顶部表面的隔离层，所述隔离层的整个表面高于所述鳍部的顶部表面；平坦化所述隔离层直至暴露出所述鳍部的顶部表面，使所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平；刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面。研究发现，上述方法中，刻蚀所述隔离层的过程中，无论采用干法刻蚀工艺还是采用湿法刻蚀工艺，均会在鳍部表面引入表面电荷，而对于不同的鳍部表面，在鳍部的各个方向的尺寸均相同的情况下，鳍部表面的表面电荷量的差异性不能控制，使得鳍式场效应晶体管阈值电压的差异性较大。在此基础上，本专利技术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，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平；刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面，所述鳍部表面具有第一表面电荷；对所述鳍部进行表面电荷处理，使所述鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量。降低了鳍部的表面电荷的电荷量，从而降低了鳍式场效应晶体管阈值电压的差异性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。第一实施例图1为本专利技术第一实施例中鳍式场效应晶体管形成过程的流程图，包括步骤：步骤S11：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部。步骤S12：在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平。步骤S13：刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面，所述鳍部表面具有第一表面电荷。步骤S14：对所述鳍部进行化学下游刻蚀，使所述鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量。下面结合附图对上述各个步骤进行说明。参考图2，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100表面具有鳍部110。所述半导体衬底100为后续形成鳍式场效应晶体管提供工艺平台。所述半导体衬底100可以是单晶硅，多晶硅或非晶硅；半导体衬底100也可以是硅、锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料；所述半导体衬底100还可以是其它半导体材料，这里不再一一举例。本实施例中，所述半导体衬底100的材料为硅。形成所述鳍部110的步骤为：在半导体衬底100表面形成图案化的掩膜层101，所述图案化的掩膜层101定义鳍部110的位置；以所述图案化的掩膜层101为掩膜刻蚀部分厚度的半导体衬底100，形成鳍部110。所述图案化的掩膜层101的材料例如可以为氮化硅。由于所述鳍部110通过刻蚀半导体衬底100而形成，所以鳍部110和半导体衬底100的材料相同，本实施例中，所述鳍部110的材料均为硅。在其它实施例中，所述鳍部110的材料可以与半导体衬底100的材料不相同。本实施例中，形成鳍部110后，保留定义鳍部110的位置的图案化的掩膜层101，在后续平坦化工艺中作为刻蚀停止层，避免对鳍部110顶部表面造成损伤。在其它实施例中，形成鳍部110后，可以不保留定义鳍部110的位置的图案化的掩膜层101。参考图3，在所述半导体衬底1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平；刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面，所述鳍部表面具有第一表面电荷；对所述鳍部进行表面电荷处理，使所述鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有鳍部；在所述半导体衬底上形成覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层的表面与所述鳍部的顶部表面齐平；刻蚀所述隔离层，使所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面，所述鳍部表面具有第一表面电荷；对所述鳍部进行表面电荷处理，使所述鳍部表面具有第二表面电荷，所述第二表面电荷的电荷量小于第一表面电荷的电荷量。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二表面电荷的电荷量和第一表面电荷的电荷量的比例为50:100～1:100。3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述表面电荷处理的工艺为：对所述鳍部进行化学下游刻蚀。4.根据权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述化学下游刻蚀的参数为：采用的气体为NO、N2或Ar，等离子体化功率为100瓦～1000瓦，刻蚀温度为-50摄氏度～50摄氏度。5.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述表面电荷处理的工艺为：对所述鳍部进行第一退火处理。6.根据权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一退火处理为尖峰退火或快速热退火。7.根据权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一退火处理采用的气体为NH3、N2或NO，退火温度为1000摄氏度～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，王彦，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31