一种用于鳍式场效应晶体管的浅沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成具有多个第一开口的第一硬掩模层，第一开口的底部暴露衬底，第一开口定义鳍部的位置；在第一硬掩模层上形成牺牲层，牺牲层覆盖第一硬掩模层、填充满第一开口；在第一硬掩模层和牺牲层中形成第二开口，第二开口的底部暴露衬底，第二开口定义沟槽的位置；以第一硬掩模层为掩模刻蚀牺牲层和衬底，在衬底中形成对应第一开口位置的第三开口、形成对应第二开口位置的沟槽，相邻两个第三开口之间的衬底作为鳍部；在沟槽中形成介电材料。鳍部和沟槽为在同一刻蚀过程、同一刻蚀条件下形成，不需要图形化的步骤，使得鳍部、沟槽的侧壁形貌较佳，且沟槽具有较大深宽比。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种
技术介绍
在半导体
，随着集成电路的特征尺寸不断减小，以及对集成电路更高信号传递速度的要求，晶体管需要在尺寸逐渐减小的同时具有更高的驱动电流。因此，现有技术中，提出了鳍式场效应晶体管(FinFET)，鳍式场效应晶体管包括位于衬底上的鳍部、横跨鳍部的栅极，在栅极两侧的鳍部中进行离子掺杂形成的源极和漏极。 在制造鳍式场效应晶体管工艺中，隔离结构将相邻两个形成有鳍式场效应晶体管的有源区隔离。在现有技术中，隔离结构的形成方法包括:首先在衬底中形成沟槽；接着，在衬底上沉积介电材料，介电材料填充满沟槽；回刻蚀介电材料，去除沟槽中部分厚度的介电材料，这样在衬底中形成隔离结构。其中，在相邻两个隔离结构之间，高出沟槽中剩余介电材料上表面的衬底作为鳍式场效应晶体管的鳍部。 但是，当某些半导体器件需要在相邻两个隔离结构之间形成多个间隔排列的鳍部时，参照图1，相邻两个鳍部10之间的开口 11深度H1小于隔离结构的沟槽12的深度H2，而且沟槽12的宽度也大于开口 11的宽度以实现沟槽12的较大深宽比。因此，现有技术中，形成鳍部10、沟槽12需要两次图形化:对衬底进行第一次图形化形成鳍部10，相邻两个鳍部10之间为开口 11 ;接着，对衬底进行第二次图形化形成沟槽12。 所述第二次图形化包括:形成光刻胶层，所述光刻胶层填充满开口 11 ;接着对光刻胶层进行图形化，定义沟槽12的位置；紧接着，以图形化的光刻胶层为掩模刻蚀衬底形成沟槽12 ;最后去除光刻胶层。在该过程中，鳍部10的侧壁在去除光刻胶层过程可能会遭到损伤，而造成鳍部10的侧壁形貌不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，在进行第二次图形化形成沟槽过程中，鳍部的侧壁在去除光刻胶层过程可能会遭到损伤，而造成鳍部的侧壁形貌不佳。 为解决上述问题，本专利技术提供一种，所述浅沟槽隔离结构的形成方法包括: 提供衬底； 在所述衬底上形成具有多个第一开口的第一硬掩模层，所述第一开口的底部暴露衬底，所述第一开口定义鳍部的位置； 在所述第一硬掩模层上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖第一硬掩模层、填充满第一开口 ； 在所述第一硬掩模层和牺牲层中形成第二开口，所述第二开口的底部暴露衬底，所述第二开口定义沟槽的位置； 以第一硬掩模层为掩膜刻蚀所述牺牲层和衬底，在所述衬底中形成对应第一开口位置的第三开口、形成对应第二开口位置的沟槽，相邻两个第三开口之间的衬底作为鳍部; 在所述沟槽中形成介电材料。 可选地，所述牺牲层为多晶硅层。 可选地，形成所述多晶硅层的方法为化学气相沉积。 可选地，在化学气相沉积形成多晶硅层后，还包括:对所述多晶硅层的表面进行平坦化处理。 可选地，在所述刻蚀牺牲层和衬底时，所述牺牲层的刻蚀速率等于衬底的刻蚀速率。 可选地，所述介电材料的上表面与第三开口的底部表面持平。 可选地，在所述衬底上形成具有多个第一开口的第一硬掩模层的方法包括: 在所述衬底上形成第一掩模层； 在所述第一硬掩模层上形成无定形碳层； 在所述无定形碳层上形成抗反射层； 在所述抗反射层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层定义第一开口的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩模刻蚀无定形碳层、抗反射层、第一硬掩模层，至衬底表面暴露； 去除图形化的光刻胶层、剩余抗反射层和无定形碳层。 可选地，在所述第一硬掩模层和牺牲层中形成第二开口的方法包括: 在所述牺牲层上形成第二硬掩模层； 对所述第二硬掩模层进行图形化，定义第二开口的位置； 以图形化的所述第二硬掩模层为掩模刻蚀所述牺牲层和第一硬掩模层，形成第二开口 ； 去除图形化的所述第二硬掩模层。 可选地，对所述第二硬掩模层进行图形化的方法包括: 在所述第二硬掩模层上形成无定形碳层； 在所述无定形碳层上形成抗反射层； 在所述抗反射层上形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层定义第二开口的位置，以图形化的光刻胶层为掩模刻蚀第二硬掩模层至暴露牺牲层； 去除图形化的光刻胶层、剩余的无定形碳层和抗反射层。 可选地，所述第一硬掩模层、第二硬掩模层为氮化硅层；或者，所述第一硬掩模层、第二硬掩模层为氮化娃层、位于氮化娃层上的氧化娃层的叠层结构。 可选地，所述抗反射层为电介质抗反射层。 可选地，所述刻蚀牺牲层、衬底的方法为干法刻蚀。 可选地，在形成所述沟槽后，在沟槽中形成介电材料前，还包括:去除附着在沟槽和第三开口侧壁的聚合物，所述聚合物是在刻蚀牺牲层和衬底过程中形成。 可选地，在所述沟槽中形成介电材料的方法包括: 在所述衬底上沉积介电材料，介电材料覆盖第一硬掩模层、填充满第三开口和沟槽； 以所述第一硬掩模层为掩模，回刻蚀介电材料至暴露第三开口底部表面停止。 可选地，所述介电材料为氧化硅。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: 在牺牲层和第一硬掩模层中形成第二开口，以第一硬掩模层为掩模刻蚀牺牲层和衬底可分解为两个阶段:进行第一阶段，刻蚀去除全部牺牲层，暴露了第一开口底部的衬底，在刻蚀牺牲层时，也刻蚀第二开口底部的衬底；进行第二阶段，即以第一硬掩模层为掩模，刻蚀第一开口底部和第二开口底部的衬底，分别形成鳍部和沟槽。首先，鳍部和沟槽为在同一刻蚀过程、同一刻蚀条件下形成，与现有技术的两次图形化相比，本专利技术的技术方案在刻蚀衬底形成鳍部和沟槽时，不需要图形化的步骤，也就不具有去除光刻胶的步骤，不会损伤到鳍部和沟槽的侧壁，使得鳍部、沟槽的侧壁形貌较佳，确保包括该鳍部的鳍式场效应晶体管性能良好。其次，在第一阶段时，牺牲层不仅在刻蚀第二开口底部衬底过程中起到掩模作用，还用来调节沟槽的深度。沟槽的深度对应牺牲层上表面至衬底上表面的高度与鳍部的高度之和，使得沟槽具有较大深宽比，浅沟槽隔离结构具有良好的隔离效果。 【附图说明】 图1是现有技术的鳍式场效应晶体管的鳍部和用于形成隔离结构的沟槽的剖面结构示意图； 图2?图13是本专利技术具体实施例的用于鳍式场效应晶体管的浅沟槽隔离结构在制作过程中的剖面结构示意图。 【具体实施方式】 为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案提供一种。相比于现有技术的用来隔离鳍式场效应晶体管的隔离结构相比，本专利技术的浅沟槽隔离结构具有平面晶体管中的浅沟槽隔离结构的良好品质，具有更高的深宽比。 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。 参照图2，提供衬底100。 在具体实施例中，所述衬底100为硅衬底、锗衬底、氮化硅衬底或者绝缘体上硅衬底等；或者还可以包括其它的材料，例如砷化镓等II1-V族化合物。本领域的技术人员可以根据衬底100上形成的鳍式场效应晶体管的类型选择衬底，因此衬底的类型不应限制本专利技术的保护范围。 参照图3，在衬底100上形成第一硬掩模层101，所述第一硬掩模层101为氧化硅层111和位于氧化硅层111上的氮化硅层112的叠层结构。在其他实施例中，第一硬掩模层101还可以为氮化硅层的单层结构。 具体地，在衬底100上形成第一硬掩模层101的方法包括: 在衬底100表面热氧化生长或化学气相沉积氧化硅层111，该氧化硅层111用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于鳍式场效应晶体管的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成具有多个第一开口的第一硬掩模层，所述第一开口的底部暴露衬底，所述第一开口定义鳍部的位置；在所述第一硬掩模层上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖第一硬掩模层、填充满第一开口；在所述第一硬掩模层和牺牲层中形成第二开口，所述第二开口的底部暴露衬底，所述第二开口定义沟槽的位置；以第一硬掩模层为掩模刻蚀所述牺牲层和衬底，在所述衬底中形成对应第一开口位置的第三开口、形成对应第二开口位置的沟槽，相邻两个第三开口之间的衬底作为鳍部；在所述沟槽中形成介电材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于鳍式场效应晶体管的浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底； 在所述衬底上形成具有多个第一开口的第一硬掩模层，所述第一开口的底部暴露衬底，所述第一开口定义鳍部的位置；在所述第一硬掩模层上形成牺牲层，所述牺牲层覆盖第一硬掩模层、填充满第一开Π ； 在所述第一硬掩模层和牺牲层中形成第二开口，所述第二开口的底部暴露衬底，所述第二开口定义沟槽的位置； 以第一硬掩模层为掩模刻蚀所述牺牲层和衬底，在所述衬底中形成对应第一开口位置的第三开口、形成对应第二开口位置的沟槽，相邻两个第三开口之间的衬底作为鳍部； 在所述沟槽中形成介电材料。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述牺牲层为多晶硅层。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述多晶硅层的方法为化学气相沉积。4.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，在化学气相沉积形成多晶硅层后，还包括:对所述多晶硅层的表面进行平坦化处理。5.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，在所述刻蚀牺牲层和衬底时，所述牺牲层的刻蚀速率等于衬底的刻蚀速率。6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述介电材料的上表面与第三开口的底部表面持平。7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述衬底上形成具有多个第一开口的第一硬掩模层的方法包括: 在所述衬底上形成第一掩模层； 在所述第一硬掩模层上形成无定形碳层； 在所述无定形碳层上形成抗反射层； 在所述抗反射层上形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层定义第一开口的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩模刻蚀无定形碳层、抗反射层、第一硬掩模层，至衬底表面暴露； 去除图形化的光刻胶层、剩余抗反射层和无定形碳层。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冬江，张海洋，
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
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