[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，随着工艺节点的进一步减小，现有技术的鳍式场效应管的器件性能存在问题。

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器件性能好的半导体器件、鳍式场效应管的形成方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种鳍式场效应管的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有隔离层；

形成贯穿所述隔离层、且一端位于半导体衬底内的鳍部，所述鳍部表面高于隔离层表面；

形成位于所述隔离层表面、且横跨所述鳍部的顶部和侧壁的栅极结构；

形成位于所述栅极结构侧壁和鳍部侧壁的伪侧墙；

形成位于所述伪侧墙表面、且包裹所述鳍部的外延层；

在形成所述外延层后去除所述伪侧墙。

可选地，所述伪侧墙的形成步骤包括：形成覆盖所述隔离层、鳍部和栅极结构的伪侧墙薄膜；去除位于所述隔离层表面、鳍部顶部的伪侧墙薄膜。

可选地，所述伪侧墙薄膜的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可选地，所述位于鳍部侧壁的伪侧墙的高度与高于隔离层表面部分的鳍部的高度比小于等于1∶3。

可选地，所述位于鳍部侧壁的伪侧墙的高度与高于隔离层表面部分的鳍部的高度比大于等于1∶5。

可选地，所述位于鳍部侧壁的伪侧墙的高度为10-30nm。

可选地，所述位于鳍部侧壁的伪侧墙的厚度为3-10nm。

可选地，所述外延层的材料为SiGe、SiC、SiN或SiP。

可选地，所述外延层的形成工艺为选择性外延沉积工艺。

可选地，还包括：在形成伪侧墙前，在所述栅极结构两侧的鳍部内掺杂形成源/漏区。

可选地，还包括：形成覆盖所述外延层、隔离层以及栅极结构的可流动绝缘层。

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，还包括：对所述可流动绝缘层进行回流处理，使位于所述外延层和栅极结构表面的部分可流动绝缘层回流至相邻两个鳍部间的隔离层表面。

可选地，所述可流动绝缘层的形成步骤包括：形成覆盖所述外延层、隔离层以及栅极结构的可流动薄膜；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，还包括：形成覆盖所述外延层、隔离层以及栅极结构的应力层。

可选地，所述应力层的材料与所述外延层的材料相同，为SiGe、SiC、SiN或SiP。

可选地，所述应力层的形成工艺为原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、低压化学气相沉积工艺或等离子体化学气相沉积工艺。

可选地，所述隔离层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可选地，所述栅极结构的形成步骤包括：形成覆盖所述鳍部和隔离层的栅介质薄膜；形成覆盖所述栅介质薄膜的栅电极薄膜；形成覆盖所述栅电极薄膜的硬掩膜层，所述硬掩膜层定义出栅极的形状、位置和大小；以所述硬掩膜层为掩膜，刻蚀所述栅电极薄膜和栅介质薄膜，形成栅极；形成位于所述栅极侧壁的侧墙。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：