鳍式场效应管的形成方法技术

一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面形成有若干分立的鳍部；采用沉积工艺形成覆盖于所述鳍部表面的屏蔽层，且所述沉积工艺的反应气体包括主源气体和氧源气体，其中，主源气体为含有鳍部材料原子的气体；在所述屏蔽层表面形成光刻胶膜；对所述光刻胶膜进行曝光处理以及显影处理，形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对部分鳍部进行掺杂工艺；去除所述图形化的光刻胶层；去除所述屏蔽层。本发明专利技术形成屏蔽层的工艺过程中对鳍部材料的消耗少甚至不消耗鳍部的材料，保持鳍部的特征尺寸不变，且所述屏蔽层能够防止显影处理过程对鳍部材料造成的损伤，使得形成的鳍式场效应管具有优良的电学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制作
，特别涉及。
技术介绍
随着半导体工艺技术的不断发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了适应工艺节点的减小，不得不不断缩短MOSFET场效应管的沟道长度。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断(Pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE:short_channeleffects)更容易发生。因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路制作技术的兼容性。然而，现有技术形成的鳍式场效应管的电学性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是减少形成屏蔽层的工艺对鳍部造成的损伤，在避免形成图形化的光刻胶层的工艺对鳍部造成损伤的同时，进一步减少鳍部材料的消耗。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括:提供衬底，所述衬底表面形成有若干分立的鳍部；采用沉积工艺形成覆盖于所述鳍部表面的屏蔽层，且所述沉积工艺的反应气体包括主源气体和氧源气体,其中，主源气体为含有鳍部材料原子的气体；在所述屏蔽层表面形成光刻胶膜；对所述光刻胶膜进行曝光处理以及显影处理，形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对部分鳍部进行掺杂工艺；去除所述图形化的光刻胶层；去除所述屏蔽层。可选的，所述沉积工艺为高纵宽比沉积工艺。可选的，所述主源气体为硅源气体，所述氧源气体为02。可选的，所述高纵宽比沉积工艺为高纵宽比化学气相沉积工艺，且高纵宽比化学气相沉积工艺的工艺参数为:硅源气体流量为20SCCm至2000sCCm，氧源气体流量为1sccm至lOOOsccm，反应腔室压强为I毫托至50托，反应腔室温度为450度至800度。可选的，所述沉积工艺为原子层沉积工艺。可选的，所述主源气体为硅源气体，所述氧源气体为02。可选的，所述原子层沉积工艺的工艺参数为:娃源气体流量为20sccm至2000sccm,氧源气体流量为1sccm至100sccm,反应腔室压强为I毫托至50托,反应腔室温度为O度至120度，射频功率为1000瓦至3000瓦。可选的，在形成所述屏蔽层之后还包括步骤:对所述屏蔽层进行退火处理。可选的，所述退火处理的工艺参数为:退火温度为550度至1150度，退火时长为20min至150min,退火处理在N2或He氛围下进行。可选的，所述屏蔽层的材料为氧化硅。可选的，采用干法刻蚀、湿法刻蚀或干法刻蚀和湿法刻蚀相结合的工艺去除所述屏敝层。可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀液体为氢氟酸溶液；通过SiCoNi刻蚀系统执行所述干法刻蚀工艺，干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括NH3和HF。可选的，所述显影处理的显影液为含有四甲基氢氧化铵的显影液。可选的，鳍部的形成步骤包括:提供初始基底；在所述初始基底表面形成图形化的牺牲层；在所述初始基底表面形成紧挨牺牲层的侧墙层；去除所述牺牲层；以所述侧墙层为掩膜刻蚀初始基底形成鳍部，刻蚀后的初始基底为衬底。可选的，在相邻鳍部之间的衬底表面形成有隔离层，且隔离层顶部表面低于鳍部顶部表面，屏蔽层位于隔离层表面。可选的，采用流体化学气相沉积工艺形成所述隔离层。可选的，所述掺杂工艺为离子注入。可选的，所述离子注入的注入离子为N型离子或P型离子。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术实施例中，采用沉积工艺形成覆盖于鳍部表面的屏蔽层，且沉积工艺的反应气体包括主源气体和氧源气体,其中，主源气体为含有鳍部材料原子的气体；采用所述沉积工艺形成屏蔽层时，由于主源气体中含有鳍部材料的原子，氧源气体主要与主源气体之间发生反应，有效的减少氧源气体与鳍部材料发生氧化反应的概率，减少鳍部材料的消耗，使得形成屏蔽层后，鳍部仍保持有较好的特征尺寸，因此形成的鳍式场效应管具有良好的电学性能。同时，在形成屏蔽层后，所述屏蔽层能防止显影处理对鳍部造成损伤，避免显影液与鳍部表面接触后对鳍部造成腐蚀，从而进一步提高形成的鳍式场效应管的电学性能。进一步，本专利技术实施例采用高纵宽比沉积工艺形成所述屏蔽层，形成的屏蔽层具有较大的硬度，能够有效的阻挡显影液透过所述屏蔽层，进一步有效的防止显影液对鳍部的不良影响；并且，采用高纵宽比沉积工艺形成的屏蔽层厚度一致性好，在鳍部与隔离层交界的拐角处，屏蔽层仍具有较厚的厚度，防止显影液进入拐角处的鳍部表面，因此能够有效防止拐角处的鳍部受到损伤。进一步，本专利技术实施例米用原子层沉积工艺形成所述屏蔽层，由于原子层沉积工艺的沉积温度较低(沉积工艺的温度为O度至120度)，在低温环境下氧气的氧化速率很小，因此，进一步减小氧气氧化鳍部材料的能力，从而进一步鳍部材料的消耗，进一步提高鳍式场效应管的电学性能。进一步，本专利技术实施例中在采用原子层沉积工艺形成屏蔽层后，对所述屏蔽层进行退火处理，提高屏蔽层的致密性和硬度，进一步降低显影液透过所述屏蔽层与鳍部表面接触的能力，从而进一步减少显影液对鳍部造成的损伤，进一步提高鳍式场效应管的电学性能。【附图说明】图1至图15为本专利技术一实施例提供的鳍式场效应管形成过程的剖面结构示意图。【具体实施方式】由
技术介绍
可知，现有技术形成的鳍式场效应管的性能有待提高。针对进行研究发现，提供基底，在基底上形成若干分立的鳍部后，通常需要对鳍部进行离子注入，对鳍部进行掺杂以改善鳍式场效应管的电学性能，如阈值电压(Vt)、饱和电流(Idsat)等。对鳍部进行掺杂的工艺步骤包括:形成覆盖于所述基底和鳍部表面的初始光刻胶层；对所述初始光刻胶层进行曝光处理；采用显影液对曝光后的初始光刻胶层进行清洗，形成图形化的光刻胶层，暴露出部分鳍部和基底表面；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对暴露出来的鳍部进行离子注入。然而，采用上述方法形成的鳍式场效应管电学性能低下。针对进行进一步研究发现，采用显影液对曝光后的初始光刻胶层进行清洗时，显影液对鳍部也会造成一定的影响，例如，当显影液为含有四甲基氢氧化铵(TMAH)的显影液时，鳍部的材料与衬底的材料相同，为S1、Ge、SiGe或GaAs,所述显影液会对鳍部的材料造成一定程度的消耗，导致鳍部的当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底表面形成有若干分立的鳍部；采用沉积工艺形成覆盖于所述鳍部表面的屏蔽层，且所述沉积工艺的反应气体包括主源气体和氧源气体，其中，主源气体为含有鳍部材料原子的气体；在所述屏蔽层表面形成光刻胶膜；对所述光刻胶膜进行曝光处理以及显影处理，形成图形化的光刻胶层；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对部分鳍部进行掺杂工艺；去除所述图形化的光刻胶层；去除所述屏蔽层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海，虞肖鹏，
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