鳍式场效应晶体管及其形成方法技术

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，所述鳍式场效应晶体管的形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；在所述第一区域上形成第一鳍部，在所述第二区域上形成第二鳍部；在所述半导体衬底表面形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶面；在所述第一鳍部表面形成覆盖部分第一鳍部侧壁和顶部表面的过渡层，所述过渡层的氧化速率大于第二鳍部材料的氧化速率；对所述过渡层进行氧化处理，所述过渡层被氧化形成第一界面层；形成位于所述第一界面层表面横跨所述第一鳍部的第一栅极结构和横跨所述第二鳍部的第二栅极结构。所述鳍式场效应晶体管的形成方法可以简便的形成具有不同阈值电压的晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，所述鳍式场效应晶体管的形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；在所述第一区域上形成第一鳍部，在所述第二区域上形成第二鳍部；在所述半导体衬底表面形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶面；在所述第一鳍部表面形成覆盖部分第一鳍部侧壁和顶部表面的过渡层，所述过渡层的氧化速率大于第二鳍部材料的氧化速率；对所述过渡层进行氧化处理，所述过渡层被氧化形成第一界面层；形成位于所述第一界面层表面横跨所述第一鳍部的第一栅极结构和横跨所述第二鳍部的第二栅极结构。所述鳍式场效应晶体管的形成方法可以简便的形成具有不同阈值电压的晶体管。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，来获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(CD，CriticalDimens1n)进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的M0S场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，鳍式场效应晶体管(Fin FET)作为常规器件的替代得到了广泛的关注。 同时，芯片的集成度越来越高，规模也越来越大，单个芯片上通常包括了核心逻辑晶体管区域和输入/输出(I/O)晶体管区域，核心逻辑晶体管的阈值电压一般较低，可以降低系统功耗，而输入/输出晶体管的阈值电压一般较高，可以保证较高的驱动能力和击穿电压。因此，如何在单个芯片上获得不同阈值电压的鳍式场效应晶体管是一个重要的问题。 图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的结构示意图。如图1所示，包括:半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部14，鳍部14 一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；隔离层11，覆盖所述半导体衬底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上，覆盖所述鳍部14的顶端和侧壁，栅极结构12包括栅介质层13和位于栅介质层上的栅电极15。 现有的鳍式场效应晶体管在使用时，通常会在半导体衬底10上连接偏置控制电压，以对鳍式场效应晶体管的阈值电压进行调节，但是现有的调节方式对鳍式场效应晶体管的阈值电压的调节比较困难。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，简便的调节鳍式场效应晶体管晶体管的阈值电压，同时形成具有不同阈值电压的鳍式场效应晶体管。 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:提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；在所述第一区域上形成第一鳍部，在所述第二区域上形成第二鳍部；在所述半导体衬底表面形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶面；在所述第一鳍部表面形成覆盖部分第一鳍部侧壁和顶部表面的过渡层，所述过渡层的氧化速率大于第二鳍部材料的氧化速率；对所述过渡层进行氧化处理，所述过渡层被氧化形成第一界面层；形成位于所述第一界面层表面横跨所述第一鳍部的第一栅极结构和横跨所述第二鳍部的第二栅极结构。 可选的，所述过渡层的厚度为lnm?200nm。 可选的，所述半导体材料层的材料为锗硅。 可选的，所述锗硅材料中，锗的摩尔含量为10%?90%。 可选的，所述氧化处理为湿法氧化工艺，氧化温度为600°C?700°C。 可选的，还包括:在对所述过渡层进行氧化处理的同时，对第二鳍部表面进行氧化处理，在第二鳍部表面形成第二界面层，所述第二界面层的厚度小于第一界面层的厚度。 可选的，所述第一界面层的厚度为2nm?lOOnm。 可选的，所述第二界面层的厚度为lnm?2nm。 可选的，形成所述第一介质层和过渡层的方法包括:在所述半导体衬底表面形成第一介质材料层，所述第一介质材料层的顶部表面高于所述第一鳍部和第二鳍部的顶部表面；形成覆盖所述第二区域上第一介质材料层的第一掩膜层，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一区域上的第一介质材料层，暴露出第一鳍部的顶部和部分侧壁；在所述第一鳍部表面形成过渡层；在所述过渡层表面形成第二掩膜层，以所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀所述第二区域上的第一介质材料层暴露出第二鳍部的顶部和部分侧壁，形成表面低于第一鳍部和第二鳍部顶面的第一介质层。 可选的，在形成所述过渡层之前还包括:在所述第一介质层表面形成横跨第一鳍部并覆盖所述第一鳍部的部分侧壁和顶部表面的第一伪栅结构、横跨第二鳍部并覆盖所述第二鳍部的部分侧壁和顶部表面的第二伪栅结构；在所述第一伪栅结构两侧的第一鳍部内形成第一源/漏极，在所述第二伪栅结构两侧的第二鳍部内形成第二源/漏极；在所述第一介质层表面形成第二介质层，所述第二介质层覆盖所述第一源/漏极、第二源/漏极、第一伪栅结构和第二伪栅结构的侧壁，并且所述第二介质层的表面与第一伪栅结构、第二伪栅结构的表面齐平；去除所述第一伪栅结构，形成第一凹槽，暴露出部分第一鳍部的侧壁和顶部表面。 可选的，还包括:对所述过渡层进行氧化处理后，去除第二伪栅结构形成第二凹槽，暴露出部分第一鳍部的侧壁和顶部表面；在所述第一凹槽内形成位于第一界面层表面的第一栅极结构，在第二凹槽内的第二鳍部侧壁和顶部表面形成第二栅极结构。 可选的，还包括:对所述过渡层进行氧化处理之前，去除所述第二伪栅结构形成第二凹槽，暴露出部分第一鳍部的侧壁和顶部表面；对所述过渡层和第二凹槽内的第二鳍部的侧壁和顶部表面同时进行氧化处理。 可选的，还包括:在所述第一栅极结构两侧的第一鳍部内形成第一源/漏极；在所述第二栅极两侧的第二鳍部内形成第二源/漏极。 为解决上述问题，本专利技术的技术方案还提供了一种鳍式场效应晶体管，包括:半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；位于第一区域上的第一鳍部和第二区域上的第二鳍部；位于半导体衬底表面的第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶面；位于第一鳍部表面的第一界面层；位于所述第一界面层上的横跨所述第一鳍部的第一栅极结构；横跨第二鳍部的第二栅极结构。 可选的，所述第一界面层的材料为锗硅氧化物。 可选的，所述锗硅氧化物中，锗与硅的摩尔比为1:9?9:1。 可选的，还包括位于所述第二鳍部表面的第二界面层。 可选的，所述第一界面层的厚度为2nm?lOOnm。 可选的，所述第二界面层的厚度为lnm?2nm。 可选的，所述第二界面层的材料为氧化硅。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: 本专利技术的技术方案中，在半导体衬底第一区域的第一鳍部表面形成氧化速率大于第二鳍部材料的过渡层，并且对所述过渡层进行氧化处理形成第一界面层，然后再所述第一界面层表面和第二鳍部表面分别形成第一栅极结构和第二栅极结构，由于所述第一界面层增加了第一栅极结构中的第一栅极与第一鳍部表面的氧化层厚度，所以提高了第一鳍部上形成的第一晶体管的阈值电压，使所述第二区域上的第二鳍部上形成的第二晶体管的阈值电压小于所述第一晶体管的阈值电压，并且可以通过调整所述过渡层的厚度调整所述第一界面层的厚度，从而调节所述第一晶体管和第二晶体管之间的阈值电压差值。 进一步的，采用湿法氧化工艺进行所述氧化处理，所述湿法氧化的温度为600°C?700 °C，可以提高所述过渡层的氧本文档来自技高网...

【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，所述半导体衬底包括第一区域和第二区域；在所述第一区域上形成第一鳍部，在所述第二区域上形成第二鳍部；在所述半导体衬底表面形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于第一鳍部和第二鳍部的顶面；在所述第一鳍部表面形成覆盖部分第一鳍部侧壁和顶部表面的过渡层，所述过渡层的氧化速率大于第二鳍部材料的氧化速率；对所述过渡层进行氧化处理，所述过渡层被氧化形成第一界面层；形成位于所述第一界面层表面横跨所述第一鳍部的第一栅极结构和横跨所述第二鳍部的第二栅极结构。

【技术特征摘要】

【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