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；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层顶部低于所述鳍部顶部且覆盖于鳍部的部分侧壁表面；形成覆盖于所述隔离层表面、鳍部的顶部和侧壁表面的阻挡层；采用氧化处理，将部分厚度的阻挡层转化为钝化层；回刻蚀所述钝化层，形成覆盖于鳍部侧壁表面的阻挡层表面的钝化侧墙；以所述钝化侧墙为掩膜，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除位于鳍部顶部表面的阻挡层，且保留位于鳍部侧壁表面的阻挡层作为阻挡侧墙。本发明专利技术在提高形成的应力层的质量的同时，避免在鳍部侧壁表面进行应力层的生长，提高鳍式场效应管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制作领域技术，特别涉及一种鳍式场效应管的形成方法。
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(pinchoff)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthresholdleakage)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，栅极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。随着半导体技术的不断发展，载流子迁移率增强技术获得了广泛的研究和应用，提高沟道区的载流子迁移率能够增大鳍式场效应管的驱动电流，提高鳍式场效应管的性能。现有半导体器件制作工艺中，由于应力可以改变硅材料的能隙和载流子迁移率，因此通过应力来提高鳍式场效应管的性能成为越来越常用的手段。具体地，通过适当控制应力，可以提高载流子(NMOS鳍式场效应管中的电子，PMOS鳍式场效应管中的空穴)迁移率，进而提高驱动电流，以极大地提高鳍式场效应管的性能。然而，现有技术形成的应力层质量差，导致鳍式场效应管的电学性能低下。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种鳍式场效应管的形成方法，提高形成的鳍式场效应管的性能。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：提供衬底，所述衬底表面形成有若干分立的鳍部；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层顶部低于所述鳍部顶部且覆盖于鳍部的部分侧壁表面；形成覆盖于所述隔离层表面、鳍部的顶部和侧壁表面的阻挡层；采用氧化处理，将部分厚度的阻挡层转化为钝化层；回刻蚀所述钝化层，形成覆盖于鳍部侧壁表面的阻挡层表面的钝化侧墙；以所述钝化侧墙为掩膜，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除位于鳍部顶部表面的阻挡层，且保留位于鳍部侧壁表面的阻挡层作为阻挡侧墙。可选的，同一刻蚀工艺对阻挡层的刻蚀速率与对钝化层的刻蚀速率不同。可选的，所述阻挡层的材料为氮化硅。可选的，所述钝化层的材料为氮氧化硅或氧化硅可选的，在所述氧化处理后，剩余的阻挡层内的氮原子浓度大于氧化处理前阻挡层内的氮原子浓度。可选的，所述阻挡层的材料为氮氧化硅。可选的，所述钝化层的材料为氧化硅。可选的，在所述氧化处理后，剩余的阻挡层内的氮原子浓度大于氧化处理前阻挡层内的氮原子浓度。可选的，所述氧化处理的工艺包括：原位现场水汽生成氧化法或氧等离子体注入氧化法。可选的，所述原位现场水汽生成氧化法的工艺参数为：反应气体包括H2，反应气体还包括O2或N2O，H2流量为10sccm至1000sccm，O2或N2O流量为20sccm至2000sccm，沉积腔室压强为0.1托至20托，沉积腔室温度为450度至1100度。可选的，回刻蚀所述钝化侧墙的工艺参数为：刻蚀腔室的等离子体源输出功率为200瓦至2000瓦，衬底温度为20度至80度，刻蚀腔室压强为5毫托至50毫托，刻蚀气体包括含氟气体或氯气，并且向刻蚀腔室内通入氖气或氩气作为保护气体，刻蚀气体和保护气体的流量之和为40sccm至80sccm。可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀溶液为氢氧化铵与过氧化氢的水溶液、硫酸与过氧化氢的水溶液或磷酸溶液。可选的，所述阻挡层的厚度为可选的，所述钝化层的厚度为可选的，在刻蚀去除位于鳍部顶部表面的阻挡层后，还包括步骤：去除所述钝化侧墙；在所述鳍部顶部表面形成应力层。可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述钝化侧墙。可选的，采用选择性外延工艺形成所述应力层。可选的，所述应力层的材料为SiGe、SiGeB、SiC或SiCP。可选的，在刻蚀去除位于鳍部顶部表面的阻挡层后，还包括步骤：去除所述钝化侧墙；对所述暴露出的鳍部顶部表面进行刻蚀，在相邻阻挡侧墙之间形成凹槽；在所述凹槽内形成应力层。可选的，在形成所述阻挡层之前，在所述隔离层表面形成横跨至少一个所述鳍部的栅极结构，且所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部表面和侧壁表面；形成所述阻挡层，所述阻挡层覆盖于鳍部顶部和侧壁表面、隔离层表面以及栅极结构顶部和侧壁表面。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，在鳍部的顶部表面和侧壁表面形成阻挡层后，采用氧化处理将部分厚度的阻挡层转化为钝化层；回刻蚀所述钝化层，形成覆盖于鳍部侧壁表面的阻挡层表面的钝化侧墙；然后以所述钝化侧墙为掩膜，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除位于鳍部顶部表面的阻挡层，保留位于鳍部侧壁表面的阻挡层作为阻挡侧墙。由于鳍部的侧壁表面具有阻挡侧墙对其起到保护作用，鳍部顶部表面的阻挡层只能从鳍部顶部往下刻蚀，直至暴露出鳍部的顶部表面。并且，在湿法刻蚀工艺过程中，位于鳍部顶部表面的阻挡层充分接触刻蚀溶液，且钝化侧墙对所述阻挡层接触刻蚀溶液的能力无影响，因此所述湿法刻蚀工艺对阻挡层的刻蚀速率均匀。同时，由于湿法刻蚀工艺具有较高的选择性，对鳍部顶部表面的刻蚀损伤小，使得暴露出的鳍部顶部表面平坦，有利于后续在所述鳍部顶部表面形成高质量的应力层，提高鳍式场效应管的电学性能。同时，本专利技术采用氧化处理将部分厚度的阻挡层转化为钝化层，使得阻挡层与钝化层之间的界面性能优良，防止阻挡层和钝化层之间出现孔洞；因此在钝化层的基础上形成的钝化侧墙与阻挡层之间也将紧密接触，防止钝化侧墙与阻挡层的界面处出现孔洞；当以钝化侧墙为掩膜刻蚀位于鳍部顶部表面的阻挡层时，避免刻蚀液体通过所述孔洞与位于鳍部侧壁表面的阻挡层接触，防止对鳍部侧壁表面的阻挡层造成刻蚀，从而防止鳍部侧壁表面被暴露出来，进而防止后续在所述暴露出的鳍部侧壁表面进行应力层的生长，提高鳍式场效应管的电学性能。进一步，所述阻挡层的材料中含有氮原子，例如阻挡层的材料为氮化硅或氮氧化硅，在对部分厚度的阻挡层进行氧化处理时，由于硅原子与氧原子本文档来自技高网...

【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；在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层顶部低于所述鳍部顶部且覆盖于鳍部的部分侧壁表面；形成覆盖于所述隔离层表面、鳍部的顶部和侧壁表面的阻挡层；采用氧化处理，将部分厚度的阻挡层转化为钝化层；回刻蚀所述钝化层，形成覆盖于鳍部侧壁表面的阻挡层表面的钝化侧墙；以所述钝化侧墙为掩膜，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除位于鳍部顶部表面的阻挡层，且保留位于鳍部侧壁表面的阻挡层作为阻挡侧墙。

【技术特征摘要】
1.一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；
在所述衬底表面形成隔离层，所述隔离层顶部低于所述鳍部顶部且覆盖
于鳍部的部分侧壁表面；
形成覆盖于所述隔离层表面、鳍部的顶部和侧壁表面的阻挡层；
采用氧化处理，将部分厚度的阻挡层转化为钝化层；
回刻蚀所述钝化层，形成覆盖于鳍部侧壁表面的阻挡层表面的钝化侧墙；
以所述钝化侧墙为掩膜，采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除位于鳍部顶部表面
的阻挡层，且保留位于鳍部侧壁表面的阻挡层作为阻挡侧墙。
2.如权利要求1所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，同一刻蚀工艺
对阻挡层的刻蚀速率与对钝化层的刻蚀速率不同。
3.如权利要求2所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的
材料为氮化硅。
4.如权利要求3所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述钝化层的
材料为氮氧化硅或氧化硅。
5.如权利要求3所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在所述氧化处
理后，剩余的阻挡层内的氮原子浓度大于氧化处理前阻挡层内的氮原子浓
度。
6.如权利要求2所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的
材料为氮氧化硅。
7.如权利要求6所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述钝化层的
材料为氧化硅。
8.如权利要求6所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在所述氧化处
理后，剩余的阻挡层内的氮原子浓度大于氧化处理前阻挡层内的氮原子浓
度。
9.如权利要求1所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述氧化处理

\t的工艺包括：原位现场水汽生成氧化法或氧等离子体注入氧化法。
10.如权利要求9所述鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述原位现场
水汽生成氧化法的工艺参数为：反应气体包括H2，反应气体还包括O2或
N2O，H2流量为10sccm至1000sccm，O2或N2O流量为20sccm至2000sccm，
沉积腔室压强为0.1托至20托，沉积腔室温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹国宾，
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