[发明专利]鳍式场效应管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)进一步下降时，即使采用后栅工艺制作的场效应管也已经无法满足对器件性能的需求，多栅器件获得到了广泛的关注。

鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种常见的多栅器件，图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的鳍部和栅极结构的立体结构示意图。如图1所示，包括：半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部14；介质层11，覆盖所述半导体衬底10的表面以及鳍部14的侧壁的一部分；栅极结构12，横跨所述鳍部14上并覆盖所述鳍部14的顶部和侧壁，栅极结构12包括栅介质层(图中未示出)和位于栅介质层上的栅电极(图中未示出)。与栅极结构12相接触的鳍部14的顶部以及两侧的侧壁构成沟道区，因此，Fin FET具有多个栅，这有利于增大驱动电流，改善器件性能。

在形成上述鳍部和栅极结构以后，需要在源/漏区上方进行硅的外延生长并形成侧墙以包围所述栅极结构。现有工艺在形成栅极侧墙的时候，容易在鳍部两侧同时形成寄生的鳍部侧墙。而为了减少寄生串联电阻，增大驱动电流，需要在形成源/漏区之前去除所述鳍部两侧的侧墙，同时要保证栅极侧墙的完整性。

J.Kedzierski等人在IEEE Transaction on Electron Devices，50-4，952(2003)上发表了一篇名为：Extension and source/drain design for high performance FinFET devices的文章，揭示了一种去除鳍部两侧侧墙保留栅极侧墙的方法，其利用鳍部侧墙和栅极侧墙之间的高度差，采用过刻蚀的方法去除鳍部两侧的侧墙。具体如图2a-图2b所示，图2a-图2b给出了J.Kedzierski等人揭示的去除鳍部侧墙方法的立体结构示意图。如图2a所示，所述FinFET包括形成在衬底(未示出)上的鳍部12、横跨在鳍部12上的栅极结构10、形成在栅极10上的硬掩膜11、形成在栅极结构两侧的栅极侧墙13，以及形成在鳍部两侧的鳍部侧墙14。接着，以硬掩膜11为掩膜进行过刻蚀以去除所述鳍部侧墙14如图2b所示的结构，在去除鳍部侧墙后，部分硬掩膜被刻蚀去除，剩余部分硬掩膜11’，并且部分栅极侧墙被刻蚀去除，剩余部分栅极侧墙13’。上述方法在实际操作中过刻蚀比较难控制，过刻蚀容易影响栅极侧墙的宽度以及均匀性，进而影响后续形成的FinFET器件的性能。

发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种鳍式场效应管及形成方法，在去除鳍部侧墙的时候能够减轻对栅极侧墙的宽度和表面均匀性的影响。

为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种鳍式场效应管，包括：基底；和位于基底上的鳍部，所述鳍部至少包括部分的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁与所述鳍部两侧的基底之间的夹角为钝角。

可选的，所述倾斜侧壁的斜率是变化的。

可选的，所述鳍部的沿垂直于所述鳍部的延伸方向的截面至少包括一个梯形。

可选的，所述鳍部的沿垂直于所述鳍部的延伸方向的截面是一个梯形。

可选的，所述鳍部的沿垂直于所述鳍部的延伸方向的截面是一个梯形和一个矩形的组合，且所述梯形位于矩形的上部。

可选的，所述矩形的高度为所述鳍部高度的0～0.5倍。

可选的，所述鳍部的材料为Si、SiGe或SiC中的一种。

本发明的实施例还提供了一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成鳍部，所述鳍部至少包括部分的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁与所述鳍部两侧的基底之间的夹角为钝角。

可选的，所述倾斜侧壁的斜率是变化的。

可选的，所述鳍部的沿垂直于所述鳍部的延伸方向的截面至少包括一个梯形。

可选的，所述鳍部的沿垂直于所述鳍部的延伸方向的截面是一个梯形。

可选的，所述鳍部的形成工艺为干法刻蚀，所述干法刻蚀气体包括Cl₂、HBr和O₂，形成所述鳍部的刻蚀工艺参数包括：压力为10～100mTorr，HBr的流量为200sccm，O₂的流量为由8～12sccm逐渐减少至0，Cl₂的流量为由280～300sccm逐渐减少至Cl₂的流量小于HBr流量的10％。