[发明专利]鳍式场效应管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种鳍式场效应管的形成方法。

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，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，多栅器件作为常规器件的替代得到了广泛的关注。

鳍式场效应管(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管的立体结构示意图。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，鳍部14一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；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，横跨在所述鳍部14上，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)。对于Fin FET，鳍部14的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构12相接触的部分都成为沟道区，即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。

然而，现有技术在形成CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)Fin FET时，需要先后形成多个掩膜，分别在CMOS的n区和p区形成Fin FET，其形成步骤繁多、工艺复杂，不利于提高生产效率。

更多关于鳍式场效应管的结构及形成方法请参考专利号为“US7868380B2”的美国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管的形成方法，形成CMOS Fin FET时工艺步骤少、工艺简单，生产效率高。

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的形成方法，包括：

提供基底，所述基底包括第一区域、与所述第一区域相隔的第二区域、以及第一区域和第二区域之间的隔离区；

形成贯穿所述第一区域的基底的第一鳍部，以及贯穿所述第二区域的基底的第二鳍部，所述第一鳍部的表面高于所述基底表面，所述第二鳍部的表面高于所述基底表面；

形成横跨所述第一鳍部和第二鳍部的栅极结构；

形成位于所述栅极结构两侧的第一外延层和第二外延层，所述第一外延层包裹暴露于基底表面的第一鳍部，所述第二外延层包裹暴露于基底表面的第二鳍部，所述第一外延层和第二外延层均具有第一应力类型；

在形成第一外延层和第二外延层后，形成覆盖所述第二外延层、但暴露出第一外延层的掩膜层；

以所述掩膜层为掩膜，去除所述第一外延层和部分第一鳍部，形成开口；

在所述开口内形成第三外延层，所述第三外延层具有第二应力类型，所述第二应力类型与所述第一应力类型相反。

可选地，所述第一外延层和第二外延层在同一工艺步骤中形成，所述第一外延层和第二外延层的形成方法为选择性外延沉积工艺。

可选地，当所述第一区域用于形成n型鳍式场效应管，所述第二区域用于形成p型鳍式场效应管时，所述第一应力类型为压应力型，第二应力类型为拉应力型。

可选地，当所述第一区域用于形成p型鳍式场效应管，所述第二区域用于形成n型鳍式场效应管时，所述第一应力为拉应力型，第二应力类型为压应力型。

可选地，所述压应力型的材料为SiGe。

可选地，所述拉应力型的材料为SiP或SiC。

可选地，还包括：形成第一外延层和第二外延层后，去除部分厚度的基底。

可选地，还包括：去除部分厚度的基底后，形成覆盖所述第一外延层和第二外延层的应力层。

可选地，还包括：形成覆盖所述应力层的可流动绝缘层。

可选地，还包括：去除部分厚度的基底后，形成覆盖所述第一外延层和第二外延层的可流动绝缘层。

可选地，还包括：形成覆盖所述可流动绝缘层的应力层。

可选地，所述应力层具有第一应力类型。

可选地，所述可流动绝缘层的材料为氧化硅或氮化硅。

可选地，所述可流动绝缘层的形成步骤为：形成覆盖所述应力层或覆盖所述第一外延层和第二外延层的可流动薄膜；对所述可流动薄膜进行氧化或氮化处理。

可选地，所述可流动薄膜的材料为硼磷硅玻璃、硼硅玻璃、磷硅玻璃、聚乙烯氧化硅、聚乙烯氮化硅或正硅酸乙酯。

可选地，对所述可流动薄膜进行氧化处理时采用的气体为氧气或臭氧。