[发明专利]鳍式晶体管的形成方法

说明书

一种鳍式晶体管的形成方法，包括：提供包括N型核心区和P型核心区的衬底，衬底表面具有鳍部和隔离层；在N型核心区和P型核心区的鳍部侧壁和顶部表面形成第一栅氧层；在隔离层和第一栅氧层表面形成分别横跨N型核心区和P型核心区鳍部的伪栅层；在隔离层和鳍部上形成介质层，介质层暴露出伪栅层顶部；去除伪栅层，在N型核心区的介质层内形成第一沟槽，在P型核心区的介质层内形成第二沟槽；去除第一沟槽底部的第一栅氧层；在N型核心区暴露出的鳍部侧壁和顶部表面形成第二栅氧层；在第二栅氧层表面形成填充满第一沟槽的第一栅极结构；在第一栅氧层表面形成填充满第二沟槽的第二栅极结构。所形成的鳍式晶体管性能改善。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种鳍式晶体管的形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展。晶体管作为最基本的半导体器件目前正被广泛应用，因此随着半导体器件的元件密度和集成度的提高，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响半导体器件的电学性能。

为了克服晶体管的短沟道效应，抑制漏电流，现有技术提出了鳍式场效应晶体管(Fin FET)，鳍式场效应晶体管是一种常见的多栅器件。鳍式场效应晶体管的结构包括：位于半导体衬底表面的鳍部和介质层，所述介质层覆盖部分所述鳍部的侧壁，且介质层表面低于鳍部顶部；位于介质层表面、以及鳍部的顶部和侧壁表面的栅极结构；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源区和漏区。

然而，随着半导体器件的密度提高、尺寸缩小，所形成的鳍式场效应晶体管的性能变差、可靠性下降。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式晶体管的形成方法，所形成的鳍式晶体管性能改善。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式晶体管的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括N型核心区和P型核心区，所述N型核心区和P型核心区的衬底表面分别具有鳍部，所述衬底表面具有隔离层，所述隔离层覆盖所述鳍部的部分侧壁，且所述隔离层表面低于所述鳍部的顶部表面；采用第一氧化工艺在所述N型核心区和P型核心区的鳍部侧壁和顶部表面形成第一栅氧层；在所述隔离层和第一栅氧层表面形成分别横跨所述N型核心区和P型核心区鳍部的伪栅层，所述伪栅层覆盖在部分鳍部侧壁和顶部上；在所述隔离层和鳍部上形成介质层，所述介质层覆盖所述伪栅层的侧壁，且所述介质层暴露出所述伪栅层顶部；去除所述伪栅层，在所述N型核心区的介质层内形成第一沟槽，在所述P型核心区的介质层内形成第二沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽暴露出所述第一栅氧层；去除第一沟槽底部的第一栅氧层，并暴露出N型核心区的鳍部侧壁和顶部表面；采用第二氧化工艺在所述N型核心区暴露出的鳍部侧壁和顶部表面形成第二栅氧层，所述第二栅氧层的等效氧化层厚度小于第一栅氧层的等效氧化层厚度；在所述第一栅氧层表面形成填充满所述第一沟槽的第一栅极结构；在所述第二栅氧层表面形成填充满所述第二沟槽的第二栅极结构。

可选的，所述第一氧化工艺为原位蒸汽生成工艺。

可选的，所述第一栅氧层的厚度为5埃～15埃。

可选的，所述第二氧化工艺为化学氧化工艺。

可选的，所述第二栅氧层的厚度为5埃～15埃。

可选的，所述衬底还包括：N型外围区和P型外围区，所述N型外围区和P型外围区的衬底表面分别具有鳍部；在形成第一栅氧层之前，采用第三氧化工艺在所述N型外围区和P型外围区的鳍部侧壁和顶部表面形成第三栅氧层。

可选的，所述伪栅层还横跨所述N型外围区和P型外围区的鳍部。

可选的，在去除所述伪栅层之后，在所述N型外围区的介质层内形成第三沟槽，在所述P型外围区的介质层内形成第四沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽暴露出所述第三栅氧层。