[发明专利]鳍部的形成方法和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领域，尤其涉及一种鳍部的形成方法和鳍式场效应管的形成方法。

背景技术

随着超大型集成电路尺寸的微缩化持续发展，电路元件的尺寸越来越小且操作的速度越来越快，如何改善电路元件的驱动电流日益重要。当器件的特征尺寸进一步下降时，常规的MOS场效应晶体管的结构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。鳍式场效应晶体管(FinField-effect transistor，简称FinFET)是一种常见的多栅器件，鳍式场效晶体管可以根据需要调节器件的阈值电压，进一步降低静态能耗(static power consumption)。

请参考图1，图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图，其包括：半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部13，鳍部13一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13的侧壁的一部分；栅极结构12，横跨在所述鳍部13上，覆盖所述鳍部13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FinFET，鳍部13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，现有鳍部的形成方法会导致部分鳍部的形状出现异常，现有鳍部的形成方法需要改进。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍部的形成方法和鳍式场效应管的形成方法，从而简化工艺步骤，并且提高鳍部和鳍式场效应管的可靠性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍部的形成方法，所述鳍部的形成方 法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一区和第二区；

在所述第一区的表面和所述第二区的表面形成硬掩膜层；

刻蚀所述硬掩膜层，直至形成位于所述硬掩膜层中的开口；

沿所述开口刻蚀所述半导体衬底，直至形成沟槽，相邻所述沟槽之间的剩余所述半导体衬底成为鳍部；

在所述沟槽和所述开口内填充满隔离材料；

进行平坦化处理，直至所述隔离材料的表面与所述硬掩膜层的表面齐平；

在位于所述第一区上的所述隔离材料和所述硬掩膜层上形成光刻胶层；

以所述光刻胶层为掩模，刻蚀位于所述第二区的所述隔离材料、所述硬掩膜层和所述鳍部，直至去除位于所述第二区的所述鳍部；

进行热退火处理。

可选的，所述硬掩膜层的厚度为10nm～100nm，所述开口的宽度为20nm～50nm，相邻所述开口之间的距离为10nm～50nm。

可选的，所述鳍部的顶部宽度为10nm～50nm。

可选的，所述形成方法还包括：在去除位于所述第二区的所述鳍部后，进行灰化处理；在所述灰化处理后，再进行所述热退火处理。

可选的，所述形成方法还包括：在形成所述光刻胶层前，在位于所述第一区上的所述隔离材料和所述硬掩膜层上形成底部抗反射层；所述光刻胶层形成在所述底部抗反射层上。

可选的，沿所述开口刻蚀所述半导体衬底时，采用的刻蚀气体包括SF₆和CF₄，SF₆的流量为10sccm～100sccm，CF₄的流量为10sccm～500sccm。

可选的，沿所述开口刻蚀所述半导体衬底时，采用的功率为100w～1000w，采用的压强为2mTorr～50mTorr。

可选的，所述热退火处理在氢气气氛条件下进行。

可选的，所述热退火处理采用的温度为700℃～1000℃，所述热退火处理采用的压强为400Torr～1000Torr，所述热退火处理的持续时间为100s～600s。

为解决上述问题，本发明还提供了一种鳍式场效应管的形成方法，采用如上所述的鳍部的形成方法形成鳍部。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：