[发明专利]鳍结构的形成方法及FinFET器件的形成方法

说明书

本发明提供了一种鳍结构的形成方法及FinFET器件的形成方法，鳍结构的形成方法包括：提供一衬底，衬底上具有至少两个间隔排列的鳍组；形成隔离膜，填充鳍片及鳍组；形成图形化的掩模层，其开口暴露鳍组间的隔离膜；利用图形化的掩模层，打断至少部分隔离膜的分子键；对隔离膜执行热处理；去除预设深度的隔离膜，以暴露的鳍片为鳍结构。本发明中，通过打断至少部分鳍组间的隔离膜的分子键，从而调整鳍组间的隔离膜在热处理时的膨胀率，使得经过热处理后，鳍组内的鳍片两侧的隔离膜的应力较为均衡，从而改善鳍片的弯曲或倾斜的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种鳍结构的形成方法及FinFET器件的形成方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，传统的平面器件已难以满足人们对高性能器件的需求。鳍式场效应晶体管(Fin-Field-Effect-Transistor，FinFET)是一种立体型器件，包括在衬底上垂直形成的鳍片以及覆盖鳍片两侧的栅极结构，这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流，同时也可以大幅缩短晶体管的闸长。

但在FinFET器件的鳍结构(鳍片)的形成过程，极易出现鳍片的变形(弯曲或倾斜)，不利于后续的工艺制程(例如鳍片中的源漏结构的形成及鳍片上的栅极结构的形成)，而且还将导致栅极与源漏之间的漏电，严重影响FinFET器件的性能和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鳍结构的形成方法及FinFET器件的形成方法，以解决鳍结构倾斜或弯曲的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的鳍结构的形成方法，包括：提供一衬底，所述衬底上具有至少两个间隔排列的鳍组，每个所述鳍组内包括至少两个间隔排列的鳍片，所述鳍组间的间隙大于所述鳍组内的鳍片间的间隙；形成隔离膜，所述隔离膜填充所述鳍组间的间隙以及所述鳍片间的间隙，并覆盖至所述鳍片的顶面；形成图形化的掩模层，所述图形化的掩模层的开口位于所述鳍组间的间隙上方；利用所述图形化的掩模层，打断至少部分所述鳍组间的隔离膜的分子键；对所述隔离膜执行热处理；去除预设深度的所述隔离膜，以暴露的所述鳍片作为鳍结构。

可选的，所述隔离膜采用FCVD工艺形成，打断至少部分所述鳍组之间的隔离膜的分子键的方法包括：以所述图形化的掩模层为掩模，对所述鳍组之间的隔离膜执行离子注入工艺以打断至少部分所述隔离膜的分子键，所述离子注入工艺的离子包括惰性气体离子或至少部分所述隔离膜自身具有元素的离子。

可选的，所述隔离膜的材质包括氧化硅、氮氧化硅或碳氮化硅。

可选的，所述离子注入工艺的离子包括惰性气体离子、硅离子、氧离子、碳离子、氮离子的一种或多种。

可选的，所述隔离膜上还形成有硬质介质层，所述硬质介质层覆盖所述隔离膜，所述图形化的掩模层形成在所述隔离膜上。

可选的，形成所述硬质介质层后，对所述硬质介质层执行平坦化工艺，再在所述硬质介质层上形成所述图形化的掩模层，所述图形化的掩模层的开口暴露所述鳍组间的间隙上方的硬质介质层。

可选的，所述硬质介质层的材质与所述隔离膜的材质相同。

可选的，所述离子注入工艺的注入剂量范围为1×10¹⁸atom/cm²～5×10²¹atom/cm²。

可选的，所述热处理的工艺气体包括水汽、氢气、氧气及氮气的一种或多种。

基于本发明的另一方面，本实施例还提供一种FinFET器件的形成方法，采用如上述的鳍结构的形成方法形成FinFET器件的鳍结构。