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凸起的鳍部，位于所述鳍部上的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区；在所述源区和漏区上形成半导体外延层，所述半导体外延层表面具有棱角和凸出的尖端；氧化所述棱角和凸出的尖端，形成氧化层；去除所述氧化层。本发明专利技术的相邻两个鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间不会接触，不会产生漏电流。

【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
，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
技术介绍
MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过沟道区域的电流来产生开关信号。但当半导体技术进入45纳米以下节点时，传统的平面式MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管（FinFET）是一种新兴的多栅器件，它一般包括具有高深宽比的半导体鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁的栅极结构，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。在鳍式场效应晶体管的制备过程中，通常会形成嵌入式源区和漏区（Embeddedsource/drain）。请参考图1，图1为现有技术形成的鳍式场效应晶体管的剖面结构示意图，包括：半导体衬底100；位于所述半导体衬底100上的凸起的鳍部102；位于所述半导体衬底100表面且覆盖部分所述鳍部102侧壁的介质层101；位于所述鳍部102内的源/漏区103；位于所述源/漏区103上的嵌入式源/漏区104。所述嵌入式源/漏区104通常用于在所述鳍式场效应晶体管的沟道区域引入应力，提高载流子迁移率；以及用于增大源/漏区103的体积，有利于后续源/漏区金属插塞的形成。所述嵌入式源/漏区104通常采用选择性外延工艺形成，但由于在外延工艺中，半导体材料在不同晶面上的生长速度不同，例如硅材料在（111）晶面的生长速度小于其他晶面的生长速度，造成后续形成的嵌入式源/漏区104的形状与源/漏区103的矩形形状不同，例如图1中的嵌入式源/漏区104剖面为菱形。请参考图2，随着半导体工艺尺寸的减小，鳍式场效应晶体管中两个鳍部102之间的距离越来越近，且嵌入式源/漏区104的形状不规则，有可能导致位于相邻鳍部102上的嵌入式源/漏区104相互接触，形成接触区域105，造成漏电流。因此现有技术的两个相邻鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间容易接触，造成漏电流。其他有关鳍式场效应晶体管嵌入式源区和漏区的形成方法还可以参考公开号为US2012171832A1的美国专利申请。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术相邻鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间容易接触，造成漏电流。为解决上述问题，本专利技术提供了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凸起的鳍部，位于所述鳍部上的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区；在所述源区和漏区上形成半导体外延层，所述半导体外延层表面具有棱角和凸出的尖端；氧化所述棱角和凸出的尖端，形成氧化层；去除所述氧化层。可选的，氧化所述棱角和凸出的尖端的工艺为硫酸和双氧水混合溶液氧化。可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液中硫酸的体积百分比为30%~70%。可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液中硫酸的体积百分比为50%。可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液的温度高于150摄氏度。可选的，所述硫酸和双氧水混合溶液的温度为180摄氏度。可选的，所述氧化所述棱角和凸出的尖端的工艺为等离子体氧化。可选的，所述等离子氧化工艺采用氧气等离子体。可选的，去除所述氧化层的工艺为氢氟酸溶液刻蚀。可选的，所述氢氟酸溶液刻蚀工艺包括，在所述氧化层表面喷涂去离子水；通入HF气体，所述HF气体与所述去离子水形成氢氟酸溶液，刻蚀所述氧化层；重复上述喷涂去离子水和通入HF气体的步骤，直至去除所述氧化层。可选的，还包括：在所述源区和漏区上形成半导体外延层前，刻蚀部分所述源区和漏区。可选的，所述半导体外延层的材料为硅。可选的，所述半导体外延层的材料为锗硅。可选的，所述半导体外延层的材料为碳化硅。可选的，所述半导体外延层掺杂有N型杂质。可选的，所述半导体外延层掺杂有P型杂质。可选的，氧化所述棱角和凸出的尖端的厚度为3nm~30nm。可选的，氧化所述棱角和凸出的尖端的厚度为20nm。可选的，还包括位于所述半导体衬底表面的浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构覆盖部分所述鳍部的侧壁，所述浅沟槽隔离结构的顶表面低于所述鳍部的顶表面。可选的，在所述源区和漏区上形成半导体外延层的工艺为化学气相沉积或者分子束外延。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术实施例在鳍式场效应晶体管的源区和漏区形成半导体外延层，由于在形成所述半导体外延层的过程中，半导体材料在不同晶面的生长速度不同，会造成所形成的半导体外延层形状不规则，具有棱角和凸出的尖端，影响器件性能，造成后续形成的相邻的鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区相互接触，产生漏电流。因此，本专利技术实施例在形成半导体外延层后，氧化所述棱角和凸出的尖端，形成氧化层，由于在氧化过程中，所述半导体外延层的棱角或凸出的尖端处半导体材料具有更大的比表面积，更容易被氧化。后续去除所述氧化层后，所述半导体外延层的棱角和凸出的尖端被去除，使所述半导体外延层的体积变小，且表面光滑、平整。后续形成的相邻的鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间不会接触，不会产生漏电流。进一步的，本专利技术实施例在去除所述氧化层时，通过在所述氧化层表面喷涂去离子水，然后通入HF气体，所述HF气体与所述去离子水形成氢氟酸溶液，刻蚀所述氧化层。由于上述步骤每次喷涂去离子水和通入HF气体的量有限，去除氧化层的厚度有限，通常在纳米量级。通过重复上述喷涂去离子水和通入HF气体的步骤，去除所述氧化层，可以精确控制刻蚀厚度，减小对鳍式场效应晶体管中其他氧化层，如浅沟槽隔离结构（STI）的损伤。附图说明图1至图2是现有技术的鳍式场效应晶体管的结构示意图；图3至图6是本专利技术实施例的鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术形成具有嵌入式源区和漏区的鳍式场效应晶体管时，相邻两个鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间容易接触，产生漏电流。本专利技术的专利技术人通过研究现有技术形成鳍式场效应晶体管的嵌入式源区和漏区的工艺，发现现有技术相邻两个鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间之所以容易接触，是由于在形成外延层时，半导体材料在不同晶面的生长速度不同，造成所形成的外延层形状不规则，具有棱角和凸出的尖端。本专利技术的专利技术人进一步发现在氧化具有不规则形状的半导体材料时，由于棱角和凸出的尖端部分的比表面积大，更容易被氧化，去除氧化层后，可以使半导体材料表面平整、光滑。基于以上研究，本专利技术的专利技术人提出了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，在鳍式场效应晶体管的源区和漏区形成半导体外延层后，氧化所述半导体外延层表面的棱角和突出的尖端，形成氧化层，然后去除所述氧化层，剩余的半导体外延层形成嵌入式源区和漏区。通过上述方法形成的嵌入式源区和漏区体积变小，表面光滑、平整，后续形成的相邻的鳍式场效应晶体管的嵌入式源/漏区之间不会接触，不会产生漏电流。下面结合附图详细地描述具体实施例，上述的目的和本专利技术的优点将更加清楚。图3至图6是本专利技术实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的剖面结构示意图。请参考图3，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200表面具有凸起的鳍部202，位于所述鳍部202上的栅极结构209，所述栅极结构209覆盖部分所述鳍部202的顶部和侧壁，位于所述栅极结构209两侧的鳍部202内的源区和漏区203。所述半导体衬底200可以是硅或者绝缘体上硅（SOI），所述半导体衬底2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凸起的鳍部，位于所述鳍部上的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区；在所述源区和漏区上形成半导体外延层，所述半导体外延层表面具有棱角和凸出的尖端；氧化所述棱角和凸出的尖端，形成氧化层；去除所述氧化层。

【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凸起的鳍部，位于所述鳍部上的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分所述鳍部的顶部和侧壁，位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区；在所述源区和漏区上形成半导体外延层，所述半导体外延层表面具有棱角和凸出的尖端；氧化所述棱角和凸出的尖端，形成氧化层；去除所述氧化层。2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，氧化所述棱角和凸出的尖端的工艺为硫酸和双氧水混合溶液氧化。3.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述硫酸和双氧水混合溶液中硫酸的体积百分比为30％～70％。4.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述硫酸和双氧水混合溶液中硫酸的体积百分比为50％。5.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述硫酸和双氧水混合溶液的温度高于150摄氏度。6.如权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述硫酸和双氧水混合溶液的温度为180摄氏度。7.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，氧化所述棱角和凸出的尖端的工艺为等离子体氧化。8.如权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述等离子氧化工艺采用氧气等离子体。9.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，去除所述氧化层的工艺为氢氟酸溶液刻蚀。10.如权利要求9所述的鳍式场效应晶体管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31