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：在衬底上形成相邻的第一、第二鳍部；形成横跨第一、第二鳍部的栅极；由下至上依次形成覆盖栅极和衬底的第一保护层、第一刻蚀停止层、第二保护层、第二刻蚀停止层；第二刻蚀停止层上形成图案化掩膜层，覆盖第二鳍部的第二刻蚀停止层；去除第一鳍部上的第二刻蚀停止层，之后同一工艺中去除图案化掩膜层和第一鳍部上的第二保护层；第一刻蚀去除第一鳍部上的第一刻蚀停止层，之后第二刻蚀去除第一鳍部上的第一保护层，露出第一鳍部；加热衬底，对栅极两侧的第一鳍部进行离子注入，形成源极和漏极；去除覆盖第二鳍部的第一刻蚀停止层和第一保护层。本发明专利技术的方法降低制作晶体管难度，提高晶体管性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及。
技术介绍
随着半导体产业向更低的技术节点的发展，渐渐开始从平面CMOS晶体管向三维FinFET (3D鳍式场效应晶体管)器件结构的过渡。FinFET中，栅极结构至少可以从两侧对沟道进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅极对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应。而且相对其它器件具有更好的与现有的集成电路生产技术的兼容性。现有技术中的如下:参考图1，提供半导体衬底100，所述衬底100上具有凸起的第一鳍部101和第二鳍部102。第一鳍部101用于形成NMOS鳍式场效应晶体管，第二鳍部102用于形成PMOS鳍式场效应晶体管。接着，形成横跨所述第一鳍部101和第二鳍部102的栅极104，栅极104覆盖部分第一鳍部101的顶部和侧壁、第二鳍部102的顶部和侧壁。结合参考图1和图2，形成覆盖所述衬底和栅极104的非晶碳层105。接着，在非晶碳层105上形成图案化的光刻胶106,所述图案化的光刻胶层106露出所述第一鳍部101位置处的非晶碳层105。结合参考图1和图3，干法刻蚀去除覆盖所述第一鳍部101位置处的非晶碳层105，由于图案化的光刻胶层106与非晶碳层105的刻蚀选择比很接近，所述图案化的光刻胶层106也会被去除，形成图案化的非晶碳层107。图案化的非晶碳层107露出第一鳍部101及其上的栅极104。接着，加热所述衬底，对所述栅极104两侧的第一鳍部101进行高温离子注入，形成第一鳍式场效应晶体管的源极或漏极。参考图4，去除图案化的非晶碳层107 (参考图3)。参考上述步骤，对栅极104两侧的第二鳍部102进行高温离子注入，形成第二鳍式场效应晶体管的源极或漏极。但是，采用现有技术的形成方法形成的鳍式场效应晶体管的性能不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中的鳍式场效应晶体管的性能不佳。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括:提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成相邻的第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部用于形成第一类型的晶体管，第二鳍部用于形成第二类型的晶体管；形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极，所述栅极覆盖所述第一鳍部的顶部和侧壁，第二鳍部的顶部和侧壁；由下至上依次形成覆盖所述栅极和衬底的第一保护层、第一刻蚀停止层、第二保护层、第二刻蚀停止层；在第二刻蚀停止层上形成图案化的掩膜层，覆盖第二鳍部上的第二刻蚀停止层；以所述图案化的掩膜层为掩膜，去除第一鳍部上的第二刻蚀停止层，之后在同一工艺中去除所述图案化的掩膜层和第一鳍部上的第二保护层；利用第一刻蚀去除第一鳍部上的第一刻蚀停止层，之后利用第二刻蚀去除所述第一鳍部上的第一保护层，露出所述第一鳍部；加热所述衬底，之后，对所述栅极两侧的第一鳍部进行离子注入，形成第一类型晶体管的源极和漏极；去除覆盖所述第二鳍部的第一刻蚀停止层和第一保护层。可选的，所述第一保护层和第二保护层的材料为非晶碳，所述掩膜层的材料为光刻胶。可选的，所述形成第一保护层和第二保护层的方法为沉积或旋涂。可选的，所述第一刻蚀停止层的材料为氧化硅、氮化硅、多晶硅或金属。可选的，利用第一刻蚀去除第一鳍部上的第一刻蚀停止层的同时还去除第二鳍部上的第二刻蚀停止层。可选的，去除第一鳍部上的第二刻蚀停止层的刻蚀方法为第一刻蚀。可选的，所述第一刻蚀为第一等离子体干法刻蚀或第一湿法腐蚀，所述第一刻蚀停止层的材料为氧化硅，所述第一等离子体干法刻蚀的刻蚀气体的化学式为CxHyFz或CxFz,所述第一湿法腐蚀的腐蚀剂为氢氟酸。可选的，利用第二刻蚀去除所述第一鳍部上的第一保护层的同时还去除第二鳍部上的第二保护层。可选的，所述在同一工艺中去除所述图案化的掩膜层和第一鳍部上的第二保护层的方法为第二刻蚀。可选的，所述第二刻蚀为第二等离子体干法刻蚀，所述第二等离子体干法刻蚀的刻蚀气体包含氧气。可选的，所述第二等离子体干法刻蚀的刻蚀气体为二氧化硫和氧气的混合气体，所述二氧化硫与所述氧气的体积比为1:10?10:1。可选的，去除覆盖所述第二鳍部的第一刻蚀停止层和第一保护层包括:采用第一刻蚀去除覆盖所述第二鳍部的第一刻蚀停止层；去除第一刻蚀停止层后，采用第二刻蚀去除覆盖第二鳍部上的第一保护层。可选的，所述第一刻蚀停止层的厚度为20?100埃。可选的，所述第一保护层的厚度为500?2000埃。可选的，所述加热所述衬底，所述加热温度大于等于300摄氏度。可选的，所述第一类型晶体管为NMOS鳍式场效应晶体管，所述离子注入为磷离子、砷离子或者锑离子注入。可选的，所述第一类型晶体管为PMOS鳍式场效应晶体管，所述离子注入为硼离子或者镓离子注入。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:由下至上依次形成覆盖所述栅极和衬底的第一保护层、第一刻蚀停止层、第二保护层、第二刻蚀停止层。去除第一鳍部上的第二刻蚀停止层时，当刻蚀至完全露出第一鳍部上的第二保护层时，刻蚀自动停止。在同一工艺中去除第一鳍部上的第二保护层和图案化的掩膜层时，当刻蚀第一鳍部上的第二保护层至完全露出第一鳍部上的第一刻蚀停止层、刻蚀图案化的掩膜层至完全露出第二鳍部上的第二刻蚀停止层，刻蚀自动停止。利用第一刻蚀去除第一鳍部上的第一刻蚀停止层和第二鳍部上的第二刻蚀停止层时，当刻蚀第一鳍部上的第一刻蚀停止层至完全露出第一鳍部上的第一保护层、刻蚀第二鳍部上的第二刻蚀停止层至完全露出第二鳍部上的第二保护层，第一刻蚀自动停止。利用第二刻蚀去除第一鳍部上的第一保护层和第二鳍部上的第二保护层时，当刻蚀去除第一鳍部上的第一保护层至第一鳍部完全露出、第二鳍部上的第一刻蚀停止层完全露出，第二刻蚀自动停止。整个过程并不需要严格控制第二保护层、第二刻蚀停止层和图案化的光刻胶的厚度，就可以实现完全且精确的去除上述各层直至完全露出第一鳍部的目的。避免了现有技术中的需要精确控制非晶碳层与图案化的光刻胶层的厚度来实现图案化的非晶碳层的形成，以露出第一鳍部。因此，采用本专利技术的技术方案的方法降低了制作鳍式场效应晶体管的难度，并且，第一保护层、第一刻蚀停止层、第二保护层、第二刻蚀停止层的形成，能够保证后续覆盖第二鳍部的第一保护层的厚度精度，从而能够保证在对第一鳍部进行高温离子注入时，有效的保护第二鳍部不被离子注入，进而提高后续形成的第一、第二鳍式场效应晶体管的性能。【附图说明】图1是现有技术中的鳍式场效应晶体管的立体结构示意图；图2?图4为图1的AA方向上形成鳍式场效应晶体管的剖面结构示意图；图5是本专利技术具体实施例中的用于形成鳍式场效应晶体管的衬底和栅极的立体结构示意图；图6?图11为本专利技术具体实施例中的在图5的BB方向上形成鳍式场效应晶体管的剖面结构示意图。【具体实施方式】参考图1，如果直接对栅极104两侧的第一鳍部101进行离子注入时，离子注入过程会使得第一鳍部101中的单晶态硅大部分都转化为非晶态硅。与单晶态硅相比，非晶态硅的晶粒大小不均匀，排列杂乱无章，因此，由非晶态硅组成的第一鳍部101阻值比较大。另外，由非晶态硅组成的第一鳍部101阻值或其他物理性质也较难确定，从而使后续形成的鳍式场效应晶体管的整个物理性能较难控制。形成第一鳍式场效应晶体管的过程中，在衬底上形当前第1页1 2 3 4 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，在所述半导体衬底上形成相邻的第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部用于形成第一类型的晶体管，第二鳍部用于形成第二类型的晶体管；形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极，所述栅极覆盖所述第一鳍部的顶部和侧壁，第二鳍部的顶部和侧壁；由下至上依次形成覆盖所述栅极和衬底的第一保护层、第一刻蚀停止层、第二保护层、第二刻蚀停止层；在第二刻蚀停止层上形成图案化的掩膜层，覆盖第二鳍部上的第二刻蚀停止层；以所述图案化的掩膜层为掩膜，去除第一鳍部上的第二刻蚀停止层，之后在同一工艺中去除所述图案化的掩膜层和第一鳍部上的第二保护层；利用第一刻蚀去除第一鳍部上的第一刻蚀停止层，之后利用第二刻蚀去除所述第一鳍部上的第一保护层，露出所述第一鳍部；加热所述衬底，之后对所述栅极两侧的第一鳍部进行离子注入，形成第一类型晶体管的源极和漏极；去除覆盖所述第二鳍部的第一刻蚀停止层和第一保护层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何其暘，张翼英，
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