[发明专利]一种鳍状结构、半导体器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种鳍状结构制备方法，包括步骤，提供衬底，在衬底上形成若干鳍状结构；淀积第一保护层；淀积氧化介质层，并进行平坦化处理；回刻氧化介质层，使鳍状结构和第一保护层露头；或回刻氧化介质层和第一保护层，使鳍状结构露头；淀积第二保护层；对已形成的结构进行退火处理；去除第二保护层或第二保护层和露出的第一保护层，最终使鳍状结构再次露头。本发明还提供一种鳍状结构，以及一种半导体器件及其制备方法。本发明形成的鳍状结构或鳍状结构和第一保护层露头之后，且退火处理之前，淀积第二保护层，退火处理时，第二保护层能够避免热不稳定性的发生，而且能够避免微沟槽缺陷的发生。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种鳍状结构、半导体器件及其制备方法。

背景技术

高电子迁移率沟道鳍式场效晶体管（FinFET，FinField-EffectTransistor）或堆叠纳米环珊器件集成时，一般采用STI last工艺。

采用STI last工艺具体是，利用外延工艺在半导体衬底上形成具有一定厚度的高迁移率材料层，或，应变缓冲层和高迁移率材料层的叠层，或，牺牲层和高迁移率材料层的叠层，或，应变缓冲层及牺牲层和高迁移率材料层的叠层，然后利用光刻和刻蚀工艺，自高迁移率材料层的顶层向下形成若干鳍状结构，在已形成的结构上淀积氧化介质层，氧化介质层一般为SiO₂，采用化学机械抛光工艺（CMP，Chemical Mechanical Polishing）进行平坦化处理，然后进行退火处理，并通过湿法腐蚀或干法刻蚀工艺使鳍状结构露头。采用STIlast工艺形成的鳍状结构具有工艺简单以及形成的鳍状结构缺陷少的优点。为了避免在退火处理过程中鳍状结构被氧化或高迁移率材料的热不稳定等问题，一般采用低温退火工艺，但是低温退火工艺还是会降低鳍状结构的质量，如退火后鳍状结构的上部变窄，后续清洗、腐蚀工艺将会进一步地损坏鳍状结构，以及因高迁移率材料的热不稳定性而形成的微沟槽缺陷等。

图1是退火温度850摄氏度、退火时间30分钟形成的微沟槽缺陷及鳍状结构上部变窄的示意图（圆圈内所示为微沟槽缺陷，方框内所示为鳍状结构的上部）。

因此，亟待提出一种能够避免STI last工艺中降低鳍状结构质量以及避免因高迁移率材料热不稳定性而出现的微沟槽缺陷的鳍状结构及半导体器件及其制备方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种鳍状结构、半导体器件及其制备方法，以避免降低鳍状结构质量以及避免因高迁移率材料热不稳定性而出现的微沟槽缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种鳍状结构制备方法，包括以下步骤：

提供衬底，在衬底上形成若干鳍状结构；

淀积第一保护层；

淀积氧化介质层，并进行平坦化处理；

回刻氧化介质层和第一保护层，使鳍状结构露头；或回刻氧化介质层，使鳍状结构和第一保护层露头；

淀积第二保护层；

对已形成的结构进行退火处理；

去除第二保护层，或，去除第二保护层和露头的第一保护层，最终使鳍状结构再次露头。

优选地，鳍状结构自上而下包括高迁移率材料部和衬底部，或，高迁移率材料部和应变缓冲部，或，高迁移率材料部和牺牲部的叠层及衬底部，或，叠层和应变缓冲部。

优选地，采用原子层淀积或等离子体增强化学气相沉积方法淀积第一保护层和第二保护层。

优选地，第一保护层和第二保护层均为氮化硅。

优选地，第一保护层的层厚为5-15纳米；第二保护层的层厚为5-30纳米。