[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及到一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体器件的关键尺寸在不断地缩小。当器件的关键尺寸持续减小时，常规的MOS场效应晶体管会因为关键尺寸太小而导致短沟道效应等缺点。鳍式场效应晶体管（FinFET）由于具有较大的沟道区；且栅极与鳍部的上表面和两侧壁相对，增大了栅极与鳍部的相对面积，栅极能很好的控制鳍部内形成的沟道区，可以有效克服短沟道效应而得到了广泛的应用。

现有技术中，鳍式场效应晶体管的形成方法包括：

参考图1，提供基底10。

参考图2，在所述基底10上形成鳍部11。

形成所述鳍部11的方法为：在所述基底10上形成图形化的掩膜层，所述图形化的掩膜层定义鳍部的位置；然后以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀部分厚度的所述基底10，形成鳍部11，并去除所述图形化的掩膜层。

形成鳍部11后，使用淀积法，在所述鳍部11和基底10上形成栅介质层（未示出）。

参考图3，在所述栅介质层上形成栅极20，所述栅极20横跨所述鳍部11。

形成栅极20后，还包括形成源极和漏极（未示出）。

当鳍式场效应晶体管的关键尺寸持续减小时，由上述方法形成的鳍式场效应晶体管有以下缺点：

第一，栅极20与鳍部11的相对面积仍然较小，栅极20不能很好的控制鳍部11内形成的沟道区。

第二，功耗大。鳍部11内形成的沟道区增大，可以提高鳍式场效应晶体管的驱动电流，但当驱动电流增加到一定值后，反而会增加所述鳍式场效应晶体管的功耗；源极和漏极之间的电流会通过基底10而相互导通，进一步增加所述鳍式场效应晶体管的功耗。

第三，随着鳍部11宽度的减小，使用淀积法在鳍部11上表面和侧壁形成的栅介质层的厚度不均一。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中，鳍式场效应晶体管的栅极与鳍部的相对面积较小、功耗大和栅介质层的厚度不均一。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上由下至上依次形成第一鳍部和第二鳍部，第一鳍部的宽度小于第二鳍部的宽度；氧化所述第一鳍部形成氧化鳍部；氧化所述第二鳍部暴露的表面，在所述第二鳍部暴露的表面形成栅氧层；形成氧化鳍部和栅氧层后，形成横跨所述氧化鳍部和第二鳍部的栅极。

可选的，形成第一鳍部和第二鳍部的方法包括：在所述基底上形成第一鳍部材料层，在第一鳍部材料层上形成第二鳍部材料层；在所述第二鳍部材料层上表面形成图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀所述第二鳍部材料层和第一鳍部材料层，形成宽度相同的第二鳍部和第一鳍部；横向刻蚀部分所述第一鳍部，使第一鳍部的宽度小于第二鳍部的宽度。

可选的，所述第一鳍部的材料为硅，所述第二鳍部的材料为硅锗，横向刻蚀部分所述第一鳍部的方法为：使用CF₄、O₂和N₂的等离子体对所述第一鳍部进行等离子体刻蚀；或者，使用HNO₃和HF的水溶液对所述第一鳍部进行湿法刻蚀。

可选的，所述第一鳍部的材料为硅锗，所述第二鳍部的材料为硅，横向刻蚀部分所述第一鳍部的方法为：使用CF₄的等离子体对所述第一鳍部进行等离子体刻蚀；或者，使用HCl的水溶液对所述第一鳍部进行湿法刻蚀。

可选的，形成第一鳍部材料层的方法包括：使用淀积法或外延生长法，在所述基底上形成第一鳍部材料层。

可选的，形成第二鳍部材料层的方法包括：使用淀积法或外延生长法，在所述第一鳍部材料层上形成第二鳍部材料层。

可选的，还包括：在形成第一鳍部材料层期间，使用原位掺杂对所述第一鳍部材料层进行第一类型掺杂；或者，形成第一鳍部材料层后，形成第二鳍部材料层前，对所述第一鳍部材料层进行第一类型掺杂。

可选的，还包括：在形成第二鳍部材料层期间，使用原位掺杂，对第二鳍部材料层进行第二类型掺杂，第二类型与第一类型相同，且第二类型掺杂的浓度小于第一类型掺杂的浓度；或者，形成第二鳍部材料层后，对第二鳍部材料层进行第二类型掺杂，第二类型与第一类型相同，且第二类型掺杂的浓度小于第一类型掺杂的浓度。

可选的，形成所述栅极前还包括：在所述第一鳍部侧壁形成侧墙，所述侧墙的高度小于或等于所述第一鳍部的高度。