[发明专利]鳍式场效应管及其形成方法

说明书

本发明提供一种鳍式场效应管及其形成方法，所述鳍式场效应管的形成方法包括：提供衬底，衬底上具有多个鳍部，所述多个鳍部呈阵列排布；在所述鳍部之间形成隔离层，沿鳍部延伸方向鳍部之间的隔离层为第一隔离层，沿垂直鳍部延伸方向鳍部之间的隔离层为第二隔离层；去除部分厚度的第一隔离层；在剩余第一隔离层上形成隔离结构；形成所述隔离结构之后，对所述鳍部进行离子注入，在所述鳍部中形成阱；减薄所述隔离结构和隔离层。本发明形成的鳍式场效应管的电学性能得到提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，半导体器件的特征尺寸不断缩小。半导体器件特征尺寸的减小对半导体器件的性能提出了更高的要求。

目前，金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的尺寸正在不断变小。为了适应工艺节点的减小，MOSFET场效应管的沟道长度也在逐渐缩短。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，沟道长度的缩短容易造成栅极对沟道控制能力变差的问题，从而使栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，进而造成亚阀值漏电现象，即出现短沟道效应(short-channel effects，SCE)。

因此，为了更好地适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式晶体管(如鳍式场效应管)过渡。鳍式场效应晶体管具有很好的沟道控制能力，可以减小短沟道效应。

然而，现有技术鳍式场效应晶体管存在电学性能不能满足半导体领域技术发展需求的问题。因此，如何提高鳍式场效应管的电学性能，成为亟需解决的问题。

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，提高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：提供衬底，衬底上具有多个鳍部，所述多个鳍部呈阵列排布；在所述鳍部之间形成隔离层，沿鳍部延伸方向鳍部之间的隔离层为第一隔离层，沿垂直鳍部延伸方向鳍部之间的隔离层为第二隔离层；去除部分厚度的第一隔离层；在剩余第一隔离层上形成隔离结构；形成所述隔离结构之后，对所述鳍部进行离子注入，在所述鳍部中形成阱；减薄所述隔离结构和隔离层。

可选的，在所述鳍部之间形成隔离层的步骤之后，去除部分厚度的第一隔离层的步骤之前，所述形成方法还包括：在所述鳍部和所述隔离层上形成初始图形层，所述初始图形层具有图形开口，所述图形开口露出部分鳍部之间的第一隔离层；

去除部分厚度的第一隔离层的步骤包括：以所述初始图形层为掩膜去除部分厚度的第一隔离层，剩余第一隔离层与所述初始图形层围成开口；

形成隔离结构的步骤包括：在所述开口中形成隔离结构。

可选的，在所述开口中形成所述隔离结构的步骤包括：

在所述开口中填充隔离材料层，所述隔离材料层顶部高于所述初始图形层顶部；

采用退火工艺处理所述隔离材料层；

平坦化所述隔离材料层，形成所述隔离结构，所述隔离结构顶部与所述初始图形层顶部齐平。

可选的，填充所述隔离材料层的工艺为高宽深比化学气相沉积。

可选的，所述高宽深比化学气相沉积的工艺参数包括：在温度为30摄氏度至90摄氏度下，通入NH₃和O₂，通入气体的流量为20sccm至10000sccm，压强为0.01torr至100torr。

可选的，所述退火工艺的参数包括：温度为800摄氏度至1100摄氏度；退火时间为5分钟至100分钟。