[发明专利]鳍式场效应管及其形成方法

说明书

一种鳍式场效应管及其形成方法，其中鳍式场效应管的形成方法包括：提供锗化硅基底以及位于锗化硅基底表面的硅基底，且所述锗化硅基底和硅基底包括依次排列的第一区域、第二区域和第三区域；刻蚀第二区域的硅基底以形成若干分立的鳍部，且鳍部之间的排列方向与第一区域、第二区域和第三区域的排列方向相互垂直；刻蚀鳍部两侧的部分厚度的锗化硅基底，在锗化硅基底内形成凹槽；形成横跨鳍部的栅极结构，栅极结构覆盖鳍部的顶部和侧壁，且栅极结构填充满所述凹槽；对第一区域和第三区域的硅基底进行掺杂，形成掺杂区。本发明在提高沟道区载流子迁移率的同时，使得掺杂区表面具有良好形貌，提高鳍式场效应管的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域技术，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，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了适应工艺节点的减小，不得不不断缩短MOSFET场效应管的沟道长度。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。

然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channeleffects)更容易发生。

因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅极至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路制作技术的兼容性。

随着半导体技术的不断发展，载流子迁移率增强技术获得了广泛的研究和应用，提高沟道区的载流子迁移率能够增大鳍式场效应管的驱动电流，提高鳍式场效应管的性能。

现有半导体器件制作工艺中，由于应力可以改变硅材料的能隙和载流子迁移率，因此通过应力来提高鳍式场效应管的性能成为越来越常用的手段。具体地，通过适当控制应力，可以提高载流子(NMOS鳍式场效应管中的电子，PMOS鳍式场效应管中的空穴)迁移率，进而提高驱动电流，以极大地提高鳍式场效应管的性能。

然而现有技术形成的鳍式场效应管的电学性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管及其形成方法，在提高沟道区内载流子迁移率的同时，保证掺杂区表面具有良好的形貌，优化鳍式场效应管的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供锗化硅基底以及位于锗化硅基底表面的硅基底，且所述锗化硅基底和硅基底包括依次排列的第一区域、第二区域和第三区域；刻蚀所述第二区域的硅基底以形成若干分立的鳍部，且所述鳍部之间的排列方向与第一区域、第二区域和第三区域的排列方向相互垂直；刻蚀所述鳍部两侧的部分厚度的锗化硅基底，在所述锗化硅基底内形成凹槽；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的顶部和侧壁，且所述栅极结构填充满所述凹槽；对所述第一区域和第三区域的硅基底进行掺杂，形成掺杂区。

可选的，所述鳍部的底部表面与锗化硅基底的顶部表面齐平。

可选的，所述凹槽的剖面形貌为sigma形；形成所述凹槽的工艺步骤包括：采用干法刻蚀工艺，刻蚀所述鳍部两侧的部分厚度的锗化硅基底，在所述锗化硅基底内形成预凹槽；采用湿法刻蚀工艺继续刻蚀所述预凹槽，在锗化硅基底内形成sigma形凹槽。

可选的，形成所述若干分立的鳍部的工艺步骤包括：在所述第二区域的硅基底表面形成若干分立的掩膜层；以所述第二区域的掩膜层为掩膜，刻蚀所述硅基底以形成若干分立的鳍部。