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：在第一隔离层顶部形成具有开口的停止层，开口底部暴露出所述第二隔离层顶部；在开口侧壁上形成保护层；在保护层上形成填充满所述开口的第三隔离层，且第三隔离层的材料与所述保护层的材料不同；去除所述停止层；回刻蚀去除部分厚度的第一隔离层以及第三隔离层，回刻蚀工艺对第三隔离层的刻蚀速率大于对保护层的刻蚀速率；在所述相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构上分别形成栅极，所述栅极横跨所述第一鳍部和第二鳍部，且覆盖所述第一鳍部和第二鳍部的部分顶部和侧壁；在所述第二隔离结构上形成伪栅。本发明专利技术提高形成的第二隔离结构的性能，从而改善形成的鳍式场效应管的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应管的形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种鳍式场效应管的形成方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。为了克服晶体管的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(FinFET)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件。鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和隔离层，所述隔离层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且隔离层表面低于鳍部顶部；位于隔离层表面、以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。随着半导体器件尺寸的不断缩小，相邻鳍部之间的距离随之减小，形成位于相邻鳍部之间的隔离层的工艺难度增大，从而影响了所形成鳍式场效应晶体管的性能。
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，改善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，所述衬底上具有多个相互平行的第一鳍部以及多个相互平行的第二鳍部，所述第二鳍部位于所述第一鳍部的延伸方向上；在相邻所述第一鳍部之间以及相邻所述第二鳍部之间形成第一隔离层，且还在所述第一鳍部与第二鳍部之间形成第二隔离层，在垂直于所述第一鳍部延伸方向上，所述第二隔离层贯穿所述第一隔离层；在所述第一隔离层顶部形成具有开口的停止层，所述开口底部暴露出所述第二隔离层顶部；在所述开口侧壁上形成保护层；在所述保护层上形成填充满所述开口的第三隔离层，且所述第三隔离层的材料与所述保护层的材料不同；去除所述停止层，暴露出所述第一隔离层顶部；回刻蚀去除部分厚度的第一隔离层以及第三隔离层，剩余第一隔离层作为相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构，所述第二隔离层、剩余第三隔离层以及保护层作为第一鳍部与第二鳍部之间的第二隔离结构，其中，所述回刻蚀工艺对所述第三隔离层的刻蚀速率大于对所述保护层的刻蚀速率；在所述相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构上分别形成栅极，所述栅极横跨所述第一鳍部和第二鳍部，且覆盖所述第一鳍部和第二鳍部的部分顶部和侧壁；在所述第二隔离结构上形成伪栅。可选的，所述保护层的材料为氮化硅或氮化硼。可选的，位于所述开口侧壁上的保护层的厚度为5埃～25埃。可选的，所述回刻蚀工艺为各向同性刻蚀工艺。可选的，采用SiCoNi刻蚀工艺进行所述回刻蚀。可选的，在所述回刻蚀之后，所述保护层顶部与剩余第三隔离层顶部齐平。可选的，在所述回刻蚀之后，所述保护层顶部高于剩余第三隔离层顶部，所述保护层顶部与所述剩余第三隔离层顶部之间的距离小于等于10埃。可选的，在形成所述第三隔离层之前，所述保护层仅位于所述开口侧壁上；形成所述保护层的工艺步骤包括：在所述开口底部和侧壁上以及所述停止层顶部上形成保护膜；采用无掩膜刻蚀工艺，刻蚀去除位于所述停止层顶部以及开口底部的保护膜，形成位于所述开口侧壁上的保护层。可选的，在形成所述第三隔离层之前，所述保护层还位于所述开口底部以及停止层顶部；形成所述保护层的方法为：在所述开口底部和侧壁、以及所述停止层顶部形成保护层。可选的，形成所述第三隔离层的工艺步骤包括：在所述保护层上形成填充满所述开口的隔离膜，所述隔离膜还位于所述停止层顶部上；对所述隔离膜进行平坦化处理，去除高于所述停止层顶部的隔离膜，形成所述第三隔离层。可选的，所述平坦化处理的停止位置为直至暴露出所述停止层顶部上的保护层表面；在去除所述停止层之前，还包括：刻蚀去除位于所述停止层顶部上的保护层，暴露出所述停止层顶部。可选的，在刻蚀去除位于所述停止层顶部上的保护层的同时，还刻蚀去除位于所述开口侧壁上的部分保护层。可选的，所述平坦化处理的停止位置直至暴露出所述停止层顶部；在对所述隔离膜进行平坦化处理过程中，还去除位于所述停止层顶部上的保护层。可选的，形成所述停止层的工艺步骤包括：在所述第一隔离层顶部以及第二隔离层顶部形成停止膜；在所述停止膜上形成图形层；以所述图形层为掩膜，刻蚀所述停止膜直至暴露出所述第二隔离层顶部；去除所述图形层。可选的，在暴露出所述第二隔离层顶部之后，还对暴露出的第二隔离层顶部进行过刻蚀。可选的，在沿所述第一鳍部延伸方向上，所述开口底部尺寸大于或等于所述第二隔离层顶部尺寸。可选的，形成所述衬底、第一鳍部以及第二鳍部的工艺步骤包括：提供初始衬底，所述初始衬底上具有多个平行排列的初始鳍部；刻蚀所述初始鳍部形成所述第一鳍部以及第二鳍部，刻蚀后的初始衬底以及初始鳍部作为所述衬底、以及位于所述衬底上的所述第一鳍部以及所述第二鳍部。可选的，在形成所述栅极之后，还包括步骤：在所述栅极两侧的第一鳍部以及第二鳍部内形成源漏掺杂区，且所述源漏掺杂区底部高于所述第二隔离结构底部。可选的，在形成所述停止层之前，所述第一隔离层顶部、第二隔离层顶部与所述第一鳍部顶部以及第二鳍部顶部齐平。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的鳍式场效应管的形成方法的技术方案中，在形成第三隔离层之前，在开口侧壁上形成保护层，所述保护层在回刻蚀第三隔离层以及第一隔离层的工艺过程中起到保护作用，避免对第三隔离层侧壁造成刻蚀损伤；且所述保护层定义出第二隔离结构的边界，由于回刻蚀对保护层的刻蚀速率小，因此形成的第二隔离结构的边界位置符合工艺需求，防止第二隔离结构的宽度尺寸减小，因此在所述第二隔离结构上形成的伪栅稳定性好，避免所述伪栅与第一鳍部或者第二鳍部相接触，从而改善伪栅起到的电隔离效果，提高形成的鳍式场效应管的电学性能。可选方案中，在回刻蚀之后，所述保护层顶部高于剩余第三隔离层顶部，且保护层顶部与所述剩余第三隔离层顶部之间的距离小于或等于10埃，防止高于剩余第三隔离层顶部的保护层发生坍塌。附图说明图1至图4示出了一种鳍式场效应管形成方法中各个步骤对应的示意图；图5至图21为本专利技术一实施例提供的鳍式场效应管形成过程的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中鳍式场效应管存在性能问题。现结合一种鳍式场效应管的形成过程分析对性能问题的原因：参考图1至图4，示出了一种鳍式场效应管形成方法中各个步骤对应的示意图。如图1所示，形成衬底10，所述衬底10上具有沿第一方向排列的多个第一鳍部11和多个第二鳍部12；所述第一鳍部11和所述第二鳍部12沿所述第一方向延伸；所述多个第一鳍部11和所述多个第二鳍部12分别沿第二方向平行设置，所述第二方向和所述第二方向相垂直；所述第一鳍部11和所述第二鳍部之间填充有隔离层，位于第一鳍部11和第二鳍部12之间的隔离层为第一隔离结构13a，位于相邻第一鳍部11或者相邻第二鳍部12之间的隔离层为第二隔离结构13b。结合参考图2，形成位于所述第一隔离结构13a顶部上的牺牲层14，所述牺牲层14覆盖所述第一隔离结构13a的顶部表面，且所述牺牲层14的顶部表面高于所述第二隔离结构13b的顶部表面。参考图3，回刻所述牺牲层14和所述第二隔离结构13b，使所述第二隔离结构13b的顶部本文档来自技高网...

【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，所述衬底上具有多个相互平行的第一鳍部以及多个相互平行的第二鳍部，所述第二鳍部位于所述第一鳍部的延伸方向上；在相邻所述第一鳍部之间以及相邻所述第二鳍部之间形成第一隔离层，且还在所述第一鳍部与第二鳍部之间形成第二隔离层，在垂直于所述第一鳍部延伸方向上，所述第二隔离层贯穿所述第一隔离层；在所述第一隔离层顶部形成具有开口的停止层，所述开口底部暴露出所述第二隔离层顶部；在所述开口侧壁上形成保护层；在所述保护层上形成填充满所述开口的第三隔离层，且所述第三隔离层的材料与所述保护层的材料不同；去除所述停止层，暴露出所述第一隔离层顶部；回刻蚀去除部分厚度的第一隔离层以及第三隔离层，剩余第一隔离层作为相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构，所述第二隔离层、剩余第三隔离层以及保护层作为第一鳍部与第二鳍部之间的第二隔离结构，其中，所述回刻蚀工艺对所述第三隔离层的刻蚀速率大于对所述保护层的刻蚀速率；在所述相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构上分别形成栅极，所述栅极横跨所述第一鳍部和第二鳍部，且覆盖所述第一鳍部和第二鳍部的部分顶部和侧壁，同时在所述第二隔离结构上形成伪栅。...

【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，所述衬底上具有多个相互平行的第一鳍部以及多个相互平行的第二鳍部，所述第二鳍部位于所述第一鳍部的延伸方向上；在相邻所述第一鳍部之间以及相邻所述第二鳍部之间形成第一隔离层，且还在所述第一鳍部与第二鳍部之间形成第二隔离层，在垂直于所述第一鳍部延伸方向上，所述第二隔离层贯穿所述第一隔离层；在所述第一隔离层顶部形成具有开口的停止层，所述开口底部暴露出所述第二隔离层顶部；在所述开口侧壁上形成保护层；在所述保护层上形成填充满所述开口的第三隔离层，且所述第三隔离层的材料与所述保护层的材料不同；去除所述停止层，暴露出所述第一隔离层顶部；回刻蚀去除部分厚度的第一隔离层以及第三隔离层，剩余第一隔离层作为相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构，所述第二隔离层、剩余第三隔离层以及保护层作为第一鳍部与第二鳍部之间的第二隔离结构，其中，所述回刻蚀工艺对所述第三隔离层的刻蚀速率大于对所述保护层的刻蚀速率；在所述相邻第一鳍部之间以及相邻第二鳍部之间的第一隔离结构上分别形成栅极，所述栅极横跨所述第一鳍部和第二鳍部，且覆盖所述第一鳍部和第二鳍部的部分顶部和侧壁，同时在所述第二隔离结构上形成伪栅。2.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述保护层的材料为氮化硅或氮化硼。3.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，位于所述开口侧壁上的保护层的厚度为5埃～25埃。4.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述回刻蚀工艺为各向同性刻蚀工艺。5.如权利要求1或4所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，采用SiCoNi刻蚀工艺进行所述回刻蚀。6.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在所述回刻蚀之后，所述保护层顶部与剩余第三隔离层顶部齐平。7.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在所述回刻蚀之后，所述保护层顶部高于剩余第三隔离层顶部，所述保护层顶部与所述剩余第三隔离层顶部之间的距离小于或等于10埃。8.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在形成所述第三隔离层之前，所述保护层仅位于所述开口侧壁上；形成所述保护层的工艺步骤包括：在所述开口底部和侧壁上以及所述停止层顶部上形成保护膜；采用无掩膜刻蚀工艺，刻蚀去除位于所述停止层顶部以及开口底部的保护膜，形成位于所述开口侧壁上的保护层。9.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在形成所述第三隔离层之前，所述保护层还位于所述开口底部以及停止层顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：常荣耀，王彦，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31