[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，所述形成方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有多个分立的鳍部；在所述鳍部露出的半导体衬底上形成第一隔离层，所述第一隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述第一隔离层顶部低于所述鳍部顶部；在所述第一隔离层露出的鳍部侧壁上形成保护层；在所述鳍部之间形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖所述第一隔离层的顶部以及所述保护层的侧壁；在形成所述第二隔离层之后，去除位于所述第二隔离层之间的部分厚度或全部厚度的鳍部，形成开口；对所述开口进行清洗处理；对所述开口进行清洗处理之后，形成填充满所述开口的沟道层。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，进而引起亚阀值漏电现象，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。鳍式场效应管具有很好的沟道控制能力，可以减小短沟道效应。

现有技术鳍式场效应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：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有多个分立的鳍部；在所述鳍部露出的半导体衬底上形成第一隔离层，所述第一隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述第一隔离层顶部低于所述鳍部顶部；在所述第一隔离层露出的鳍部侧壁上形成保护层；在所述鳍部之间形成第二隔离层，所述第二隔离层覆盖所述第一隔离层的顶部以及所述保护层的侧壁；在形成所述第二隔离层之后，去除位于所述第二隔离层之间的部分厚度或全部厚度的鳍部，形成开口，且所述保护层位于所述开口侧壁上；对所述开口进行清洗处理；对所述开口进行清洗处理之后，形成填充满所述开口的沟道层，所述沟道层的材料与鳍部的材料不同；在形成所述沟道层之后，去除部分厚度的第二隔离层，使得剩余第二隔离层顶部高于所述沟道层底部；去除部分厚度的第二隔离层之后，去除剩余第二隔离层露出的保护层。

可选的，形成所述保护层的步骤包括：在所述第一隔离层上形成保护膜，且所述保护膜保型覆盖高于所述第一隔离层顶部的鳍部；去除位于所述第一隔离层顶部以及鳍部顶部的保护膜，形成所述保护层。

可选的，在沿平行于所述半导体衬底表面且垂直于鳍部延伸方向上，所述保护层的厚度为：20埃至60埃。

可选的，形成所述保护层的工艺包括：原子层沉积工艺。

可选的，对所述开口进行清洗处理的工艺包括：SiCoNi工艺。

可选的，形成所述沟道层的步骤包括：在所述开口中形成沟道外延层，所述沟道外延层顶部高于所述第二隔离层顶部；对所述沟道外延层进行平坦化处理，去除高于所述第二隔离层顶部的沟道外延层，形成所述沟道层。

可选的，所述沟道层的材料为SiGe、Ge或者InAs。