[发明专利]鳍式场效应管的形成方法以及半导体结构

说明书

一种鳍式场效应管的形成方法以及半导体结构，包括：提供基底，包括用于形成第一鳍部的第一区域以及用于第二鳍部的第二区域，沿垂直于鳍部延伸方向上，第一鳍部尺寸小于第二鳍部尺寸；在基底上形成硬掩膜层；在第二区域硬掩膜层的侧壁上形成第一侧壁层，位于第一区域的硬掩膜层、以及位于第二区域的硬掩膜层和第一侧壁层构成掩模结构；以掩膜结构为掩膜刻蚀基底，形成衬底和位于衬底上分立的鳍部；位于第一区域衬底上的鳍部为第一鳍部，位于第二区域衬底上的鳍部为第二鳍部。本发明以掩模结构为掩膜刻蚀基底，使得沿垂直于鳍部延伸方向上，所形成第一鳍部的尺寸小于第二鳍部的尺寸，本发明提供的形成方法工艺简单，且还节约了半导体生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种鳍式场效应管的形成方法以及半导体结构。

背景技术

在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小。为了适应特征尺寸的减小，MOSFET场效应管的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off) 沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channel effects)更容易发生。

因此，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面 MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，相比平面MOSFET器件，栅极对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，与现有的集成电路制造具有更好的兼容性。

然而，现有技术中，当需要形成的鳍式场效应管中的鳍部具有不同的关键尺寸(CD，Critical Dimension)时，往往采用较复杂的工艺形成，因此，亟需提供一种新的鳍式场效应管的形成方法，形成具有不同关键尺寸的鳍部，且工艺步骤简单。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管的形成方法以及半导体结构，形成不同尺寸的鳍部，且形成鳍式场效应管的工艺步骤简单。

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：提供基底，所述基底包括用于形成第一鳍部的第一区域，以及用于第二鳍部的第二区域，其中沿垂直于鳍部延伸的方向上，所述第一鳍部的尺寸小于所述第二鳍部的尺寸；在所述基底上形成多个相互平行的硬掩膜层；在所述第二区域硬掩膜层的侧壁上形成第一侧壁层，位于所述第一区域的硬掩膜层、以及位于所述第二区域的硬掩膜层和第一侧壁层构成掩模结构；以所述掩模结构为掩膜刻蚀所述基底，形成衬底和位于所述衬底上分立的鳍部；位于所述第一区域衬底上的鳍部为第一鳍部，位于所述第二区域衬底上的鳍部为第二鳍部。

可选的，所述硬掩膜层的材料为氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼或碳氮化硼。

可选的，在所述第二区域硬掩膜层的侧壁上形成第一侧壁层的步骤包括：在所述硬掩膜层露出的基底上形成填充层，所述填充层的顶部与所述硬掩膜层的顶部齐平；去除所述第二区域的填充层；形成保形覆盖所述硬掩膜层、填充层和基底的侧壁材料；去除所述填充层顶部、硬掩膜层顶部和基底上的侧壁材料，保留所述第二区域硬掩膜层侧壁上的侧壁材料，剩余所述侧壁材料为所述第一侧壁层；去除所述填充层。

可选的，所述填充层的材料为有机介电材料、底部抗反射层材料、深紫外光吸收氧化硅材料、光刻胶、无定形碳、氧化硅或磷硅玻璃。

可选的，采用干法刻蚀工艺，去除所述填充层顶部、硬掩膜层顶部和基底上的侧壁材料。