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，所述方法包括：提供衬底，所述衬底上形成有第一鳍结构和栅结构，且所述栅结构横跨所述第一鳍结构；在所述栅结构上形成硬质掩膜层；在所述栅结构和所述硬质掩膜层两侧的侧壁上形成侧墙，所述栅结构和所述侧墙覆盖所述第一鳍结构并暴露出所述第一鳍结构的两端；去除暴露出的所述第一鳍结构的两端；以及在所述栅结构和所述侧墙两侧形成第二鳍结构，所述第二鳍结构和保留的部分第一鳍结构组合形成鳍部。这种鳍式场效应晶体管的形成方法能够去除在工艺过程中受损伤和带有侧墙残留的第一鳍结构，并外延形成新的第二鳍结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
众所周知，晶体管是集成电路中的关键元件。为了提高晶体管的工作速度，需要提高晶体管的驱动电流。又由于晶体管的驱动电流正比于晶体管的栅极宽度，要提高驱动电流，需要增加栅极宽度。但是，增加栅极宽度与半导体本身尺寸的按比例缩小相冲突，于是发展出了鳍式场效应晶体管(FinFET)。现有技术中，鳍式场效应晶体管(FinFET)的形成方法包括:提供衬底；在所述衬底上通过刻蚀的方法形成鳍结构；通过刻蚀的方法在所述衬底和鳍结构上形成栅结构；在所述栅结构两侧形成侧墙。如公开号为CN102074506A的中国专利申请公开了一种。在上述方法中，当通过刻蚀形成所述鳍结构时，所述鳍结构的侧壁会在形成自身的刻蚀过程受到损伤。其次，在形成所述栅结构的时候，刻蚀工艺会再次损伤所述鳍结构的侧壁。另外，在所述栅结构两侧形成侧墙的过程中，所述鳍结构的侧壁上会粘附一层侧墙残留物。通常所述侧墙残留物需要被去除，而在去除过程中会进一步损伤所述鳍结构。上述鳍结构的损伤以及鳍结构上的侧墙残留物都将影响到后续所形成的器件性能。因此，需要一种新的，避免所述损伤和残留物给后续所形成的器件造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，避免带有损伤和侧壁残留物的鳍结构给后续所形成的器件造成不利影响。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种，包括:提供衬底，所述衬底上形成有第一鳍结构和栅结构，且所述栅结构横跨所述第一鳍结构；在所述栅结构上形成硬质掩膜层；在所述栅结构和所述硬质掩膜层两侧的侧壁上形成侧墙，所述栅结构和所述侧墙覆盖所述第一鳍结构并暴露出所述第一鳍结构的两端；去除暴露出的所述第一鳍结构的两端；以及在所述栅结构和所述侧墙两侧形成第二鳍结构，所述第二鳍结构和保留的部分第一鳍结构形成鳍部。可选地，所述第二鳍结构通过选择性外延生长工艺形成。可选地，所述选择性外延生长工艺的温度为600°C 900°C。可选地，所述侧墙和栅结构两侧第二鳍结构长度为50nm 90nm。可选地，暴露出的所述第一鳍结构的两端通过干法刻蚀去除。可选地，所述的还包括:在去除暴露出的所述第一栅结构的两端之后和形成所述第二鳍结构之前，对所述保留的部分第一鳍结构暴露的表层进行轻掺杂。可选地,所述衬底包括体娃或绝缘体上娃。可选地，所述栅结构包括:栅介电层和栅极。可选地，所述栅介电层包括高K介电材料。可选地，所述高K介电材料包括铪基的高K介电材料。可选地，所述栅极为金属栅极。可选地，所述硬质掩膜层包括氧化硅。可选地，所述侧墙包括氮化硅。可选地，当所述鳍式场效应晶体管为PFET时，所述第二鳍结构的材料包括SiGe ；当所述鳍式场效应晶体管为NFET时，所述第二鳍的材料包括Si。可选地，所述的还包括:在形成所述第二鳍结构之后，沉积底部抗反射涂层覆盖所述硬质掩膜层、侧墙和第二鳍结构；刻蚀所述底部抗反射涂层，暴露所述硬掩膜层；去除所述硬质掩膜层；去除所述底部抗反射涂层；以及，对第二鳍结构进行源/漏区掺杂。与现有技术相比，本专利技术的实施例具有以下优点:在本专利技术的实施例中，通过在形成侧墙之后，去除栅结构两侧未被栅结构覆盖的第一鳍结构两端，并以所保留的部分第一鳍结构为源通过外延生长形成第二鳍结构，所述第二鳍结构和保留的第一鳍结构形成鳍部。这样避免在形成自身和栅结构的过程中受到损伤的第一鳍结构对所形成的晶体管性能产生不良影响。另外，无需增加额外的去除鳍结构两侧侧墙残留物的步骤。附图说明图1是本专利技术一个实施例的的流程示意图；图2 6和图8为本专利技术一个实施例的的中间三维立体结构示意图。图7和图9是为本专利技术一个实施例的的中间剖面结构示意图。具体实施例方式现有技术中，会给鳍结构造成损伤，并在鳍结构上形成侧墙残留物，从而造成鳍式场效应晶体管的性能下降。针对上述问题，本专利技术的实施例提供了一种。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术的一个实施例提供了一种，请参考图1，所述方法包括:步骤SI，提供衬底，所述衬底上形成有第一鳍结构和栅结构，且所述栅结构横跨第一鳍结构；步骤S2，在所述栅结构上形成硬质掩膜层；步骤S3，在所述栅结构和硬质掩膜层两侧的侧壁上形成侧墙，所述栅结构和侧墙覆盖所述第一鳍结构并暴露出第一鳍结构的两端；步骤S4，去除所述暴露出的第一鳍结构的两端；以及步骤S5，在所述栅结构和侧墙两侧形成第二鳍结构，所述第二鳍结构和保留的部分第一鳍结构形成所述鳍式场效应晶体管的鳍部。下面结合图2 9对本专利技术实施例的进行详细的说明。图2 6和图8为本专利技术一个实施例的的中间三维立体结构示意图，图7和图9是为本专利技术一个实施例的的中间剖面结构示意图。首先，请参考图2，执行步骤SI。提供衬底1，所述衬底I上形成有第一鳍结构2和栅结构3，且所述栅结构3横跨所述第一鳍结构I。作为本专利技术的一个实施例，所述衬底I包括体娃或绝缘体上娃。需要说明的是，如果所述衬底I是体硅，所述鳍结构两侧的衬底I上还形成有绝缘层。若衬底I是绝缘体上硅，所述鳍结构采用绝缘体上硅的顶层硅形成，所述鳍结构两侧暴露出所述绝缘体上硅的掩埋氧化层。另外，作为本专利技术的一个实施例，所述第一鳍结构2可以采用光刻和刻蚀的方法形成，例如通过193nm浸液式光刻技术或者侧墙图形转移技术形成。需要说明的是，在上述方法中，所述刻蚀工艺会给形成的第一鳍结构2的侧壁带来损伤，从而影响后续将要形成的鳍式场效应晶体管的性能。在本专利技术实施例中，所述栅结构3包括:栅介电层(未图示)和栅极，所述栅介电层可以采用高K介电材料，例如包括铪基的高K介电材料，所述栅极可以为金属栅极。所述栅结构3的形成工艺通常包括图形化后的刻蚀工艺，所述刻蚀工艺也会给所形成的第一鳍结构2侧壁带来进一步的损伤。接着，请参考图3，执行步骤S2。在所述栅结构3上形成硬质掩膜层4，所述硬质掩膜层4覆盖所述栅结构3，且在后续工艺中起到保护栅结构3顶部的作用。作为本专利技术的一个实施例，所述硬质掩膜层的材料与所述栅极材质不同，例如所述硬质掩膜层的材料包括氧化硅。接着，请参考图4，执行步骤S3。在所述栅结构3和硬质掩膜层4的两侧形成侧墙5，所述侧墙5和栅结构3覆盖部分的所述第一鳍结构2并暴露出第一鳍结构2的两端。作为本专利技术的一个实施例，所述侧墙5可以包括氮化硅。需要说明的是，在本专利技术实施例中，在形成所述侧墙5的刻蚀工艺中，对所述刻蚀工艺要求较低，只要不会损伤所述侧墙5、硬质掩膜层4以及衬底I即可。即使所述刻蚀工艺对第一鳍结构的两端有所损伤，也不会影响所形成的晶体管性能，因为所述带有损伤的第一鳍结构两端在后续是要被去除，后续新形成的第二鳍结构将代替所述去除的第一鳍结构。形成所述侧墙5的方法通常包括刻蚀工艺，具体包括在所述衬底上形成侧墙材料层，所述侧墙材料层覆盖栅结构3和第一鳍结构2两侧的侧壁；对所述侧墙材料层进行刻蚀。在所述栅结构两侧形成侧墙，所述侧墙和栅结构覆盖部分的所述第一鳍结构并暴露出第一鳍结构的两端。在上述侧墙的形成过程中，所述第一鳍结构靠近栅结构的两侧侧壁上会粘附侧本文档来自技高网...

【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：提供衬底，所述衬底上形成有第一鳍结构和栅结构，且所述栅结构横跨所述第一鳍结构；在所述栅结构上形成硬质掩膜层；在所述栅结构和所述硬质掩膜层两侧的侧壁上形成侧墙，所述栅结构和所述侧墙覆盖所述第一鳍结构并暴露出所述第一鳍结构的两端；去除暴露出的所述第一鳍结构的两端；以及在所述栅结构和所述侧墙两侧形成第二鳍结构，所述第二鳍结构和保留的部分第一鳍结构形成鳍部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卜伟海，刘金华，
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：