一种鳍式场效应管及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种鳍式场效应管及其形成方法，属于半导体集成电路制造技术领域，利用半导体基体上鳍形结构上下层的宽度差异实现，当鳍形结构的上下层的宽度差异足够大时，可以使鳍形结构的底部被完全氧化，而保留鳍形结构的扩大部，然后在半导体基体上形成氧化层，从而实现了鳍形结构的底部形成了具有一致性的抗穿通层，摒弃了现有技术中采用离子注入的方式在鳍底部形成抗穿通层的方法，优化了FinFET器件性能，同时可与现有工艺具有良好的兼容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路制造
，更具体地，涉及。
技术介绍
随着对成本和可靠性的更多考虑，对具有更高集成度(即晶体管和其他器件的更高的封装密度)的半导体器件具有持续的需求。为了提高集成度，FinFET(鳍式场效应晶体管)器件在各种应用中的半导体集成电路和其他半导体器件中越来越普遍。FinFET器件是利用在衬底表面上方延伸的半导体鳍作为晶体管的沟道区域的晶体管。目前鳍式场效应管在小尺寸领域被广泛使用，随着高集成度的推进，晶体管的沟道长度也在不断减小。如果沟道长度减小到小于操作限值，将产生不期望的结果，诸如短沟道效应和穿通。现有技术中，通常采用离子注入的方式在鳍底部形成抗穿通层(APT)，而形成抗穿通层相对于鳍的位置是困难的并且具有挑战性的。当实施穿过鳍的离子注入操作时，可能产生APT层的随机掺杂波动，并且这种随机掺杂波动使得鳍之间不匹配。FinFET晶体管的性能还与APT相对于鳍的位置密切相关。如果在衬底中形成的APT位于鳍下面太深的位置，产生不期望的短沟道效应。穿过鳍的注入还会破坏鳍自身。当APT层在衬底中形成较浅时，APT层的掺杂物杂质占据鳍的下部，尤其是在半导体制造中使用高热处理之后，这些高热处理导致从APT层反向扩散至鳍内。因此，业界亟需提供，该FinFET器件包括在整个器件中具有一致性、不扩散至鳍中的抗穿通层的鳍。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在上述缺陷，提供了，该FinFET器件包括在整个器件中具有一致性、不扩散至鳍中的抗穿通层的鳍。为解决上述问题，本专利技术提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括以下步骤:步骤SOl:提供一半导体基体，并对所述半导体基体进行图案化刻蚀，以形成具有鳍形结构的半导体基体；步骤S02:在具有鳍形结构的半导体基体上依次形成氧化物层以及氮化物层；步骤S03:对所述氮化物层进行磨平，并暴露出所述鳍形结构的顶部；步骤S04:去除鳍形结构两侧的氧化物层，并对暴露出部分侧壁的鳍形结构进行外延生长；步骤S05:去除氮化物层以及氧化物层，同时暴露出鳍形结构；其中，所述鳍形结构具有扩大部和底部，且所述扩大部的宽度大于所述底部的宽度；步骤S06:对半导体基体进行氧化处理，同时使所述鳍形结构的底部被完全氧化；步骤S07:在半导体基体上形成氧化层，所述氧化层覆盖所述鳍形结构的扩大部；步骤S08:对所述氧化层进行刻蚀，直至暴露出所述鳍形结构的部分侧壁，最后在垂直于鳍形结构的方向上形成栅极。优选的，所述半导体基体的材料为单晶硅、锗硅或碳硅。优选的，所述步骤S02中，在半导体基体上通过原子层沉积或化学气象沉积形成氧化物层以及氮化物层。优选的，所述氧化物层的材料为氧化硅，所述氮化物层的材料为氮化硅。优选的，所述步骤S03中，采用化学机械抛光工艺对所述氮化物层进行磨平。优选的，所述步骤S04中，去除鳍形结构两侧的氧化物层的宽度为5?20纳米。优选的，所述步骤S05中，采用等离子干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺去除氮化物层以及氧化物层。优选的，所述栅极为多晶硅、非晶硅或金属栅极材料。本专利技术还提供一种鳍式场效应管，包括:半导体基体；氧化层，形成于所述半导体基体上，且具有预设厚度；鳍形结构，所述鳍形结构的底部嵌入在所述氧化层中，同时，部分侧壁暴露在所述氧化层外；以及栅极，形成于所述鳍形结构的垂直方向。优选的，所述鳍式场效应管还包括源极和漏极，所述源极和漏极分别位于所述鳍形结构的两侧。从上述技术方案可以看出，本专利技术提供的鳍式场效应管及其形成方法中，利用半导体基体上鳍形结构上下层的宽度差异实现，当鳍形结构的上下层的宽度差异足够大时，可以使鳍形结构的底部被完全氧化，而保留鳍形结构的扩大部，然后在半导体基体上形成氧化层，从而实现了鳍形结构的底部形成了具有一致性的抗穿通层，摒弃了现有技术中采用离子注入的方式在鳍底部形成抗穿通层的方法，优化了 FinFET器件性能，同时可与现有工艺具有良好的兼容性。【附图说明】结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:图1是本专利技术鳍式场效应管的形成方法的流程图；图2?图11是本专利技术一实施例中根据图1的形成方法制作鳍式场效应晶体管的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。其次，本专利技术利用示意图进行了详细的表述，在详述本专利技术实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本专利技术的限定。需要说明的是，在下述的实施例中，利用图1?图11的示意图对按本专利技术的鳍式场效应管的形成方法进行了详细的表述。在详述本专利技术的实施方式时，为了便于说明，各示意图不依照一般比例绘制并进行了局部放大及省略处理，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定。请参阅图1，图1是本专利技术鳍式场效应管的形成方法的流程图；同时，请对照参考图2?图11，图2?图11是本专利技术一实施例中根据图1的形成方法制作鳍式场效应晶体管的结构示意图。图2?图11中示意的鳍式场效应晶体管的结构分别与图1中的各步骤相对应，以便于对本专利技术方法的理解。如图1所示，本专利技术提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括以下步骤:步骤SOl:提供一半导体基体10，并对所述半导体基体10进行图案化刻蚀，以形成具有鳍形结构20的半导体基体10 (如图2所示)。其中，半导体基体10的材料为单晶硅、氮化硅或非晶硅形成的硅材料，或是绝缘娃材料(Silicon on insulator,简称SOI)，还可以是其它半导体材料或其它结构，在此不再赘述。本实施例中的半导体基体10的材料优选为单晶硅、锗硅或碳硅。本步骤中，鳍形结构20的横截面为矩形结构，形成于半导体基体10的上表面。步骤S02:在具有鳍形结构的半导体基体10上依次形成氧化物层30以及氮化物层40 (如图3所示)。 本步骤中，氧化物层30的材料优选为氧化硅，所述氮化物层40的材料优选为氮化硅。在半导体基体10上可通过原子层沉积或化学气象沉积形成氧化物层30以及氮化物层40。其中，氧化当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：提供一半导体基体，并对所述半导体基体进行图案化刻蚀，以形成具有鳍形结构的半导体基体；步骤S02：在具有鳍形结构的半导体基体上依次形成氧化物层以及氮化物层；步骤S03：对所述氮化物层进行磨平，并暴露出所述鳍形结构的顶部；步骤S04：去除鳍形结构两侧的氧化物层，并对暴露出部分侧壁的鳍形结构进行外延生长；步骤S05：去除氮化物层以及氧化物层，同时暴露出鳍形结构；其中，所述鳍形结构具有扩大部和底部，且所述扩大部的宽度大于所述底部的宽度；步骤S06：对半导体基体进行氧化处理，同时使所述鳍形结构的底部完全被氧化；步骤S07：在半导体基体上形成氧化层，所述氧化层覆盖所述鳍形结构的扩大部；步骤S08：对所述氧化层进行刻蚀，直至暴露出所述鳍形结构的部分侧壁，最后在垂直于鳍形结构的方向上形成栅极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秋铭，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31