鰭式場效應(yīng)管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鰭式場效應(yīng)管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體工藝節(jié)點遵循摩爾定律的發(fā)展趨勢不斷減小。為了適應(yīng)工藝節(jié)點的減小，不得不不斷縮短MOSFET場效應(yīng)管的溝道長度。溝道長度的縮短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET場效應(yīng)管的開關(guān)速度等好處。
[0003]然而，隨著器件溝道長度的縮短，器件源極與漏極間的距離也隨之縮短，這樣一來柵極對溝道的控制能力變差，柵極電壓夾斷(Pinch off)溝道的難度也越來越大，使得亞閾值漏電(subthreshold leakage)現(xiàn)象，即所謂的短溝道效應(yīng)(SCE:short_channeleffects)更容易發(fā)生。
[0004]因此，為了更好的適應(yīng)器件尺寸按比例縮小的要求，半導(dǎo)體工藝逐漸開始從平面MOSFET晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過渡，如鰭式場效應(yīng)管(FinFET)。FinFET中，柵至少可以從兩側(cè)對超薄體(鰭部)進(jìn)行控制，具有比平面MOSFET器件強(qiáng)得多的柵對溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應(yīng)；且FinFET相對于其他器件，具有更好的現(xiàn)有的集成電路制作技術(shù)的兼容性。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場效應(yīng)管的電學(xué)性能有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是減少形成屏蔽層的工藝對鰭部造成的損傷，在避免形成圖形化的光刻膠層的工藝對鰭部造成損傷的同時，進(jìn)一步減少鰭部材料的消耗。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應(yīng)管的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底表面形成有若干分立的鰭部；采用沉積工藝形成覆蓋于所述鰭部表面的屏蔽層，且所述沉積工藝的反應(yīng)氣體包括主源氣體和氧源氣體,其中，主源氣體為含有鰭部材料原子的氣體；在所述屏蔽層表面形成光刻膠膜；對所述光刻膠膜進(jìn)行曝光處理以及顯影處理，形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，對部分鰭部進(jìn)行摻雜工藝；去除所述圖形化的光刻膠層；去除所述屏蔽層。
[0008]可選的，所述沉積工藝為高縱寬比沉積工藝。
[0009]可選的，所述主源氣體為硅源氣體，所述氧源氣體為02。
[0010]可選的，所述高縱寬比沉積工藝為高縱寬比化學(xué)氣相沉積工藝，且高縱寬比化學(xué)氣相沉積工藝的工藝參數(shù)為:硅源氣體流量為20SCCm至2000sCCm，氧源氣體流量為1sccm至lOOOsccm，反應(yīng)腔室壓強(qiáng)為I毫托至50托，反應(yīng)腔室溫度為450度至800度。
[0011]可選的，所述沉積工藝為原子層沉積工藝。
[0012]可選的，所述主源氣體為硅源氣體，所述氧源氣體為02。
[0013]可選的，所述原子層沉積工藝的工藝參數(shù)為:娃源氣體流量為20sccm至2000sccm,氧源氣體流量為1sccm至100sccm,反應(yīng)腔室壓強(qiáng)為I毫托至50托,反應(yīng)腔室溫度為O度至120度，射頻功率為1000瓦至3000瓦。
[0014]可選的，在形成所述屏蔽層之后還包括步驟:對所述屏蔽層進(jìn)行退火處理。
[0015]可選的，所述退火處理的工藝參數(shù)為:退火溫度為550度至1150度，退火時長為20min至150min,退火處理在N2或He氛圍下進(jìn)行。
[0016]可選的，所述屏蔽層的材料為氧化硅。
[0017]可選的，采用干法刻蝕、濕法刻蝕或干法刻蝕和濕法刻蝕相結(jié)合的工藝去除所述屏敝層。
[0018]可選的，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液體為氫氟酸溶液；通過SiCoNi刻蝕系統(tǒng)執(zhí)行所述干法刻蝕工藝，干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括NH3和HF。
[0019]可選的，所述顯影處理的顯影液為含有四甲基氫氧化銨的顯影液。
[0020]可選的，鰭部的形成步驟包括:提供初始基底；在所述初始基底表面形成圖形化的犧牲層；在所述初始基底表面形成緊挨犧牲層的側(cè)墻層；去除所述犧牲層；以所述側(cè)墻層為掩膜刻蝕初始基底形成鰭部，刻蝕后的初始基底為襯底。
[0021]可選的，在相鄰鰭部之間的襯底表面形成有隔離層，且隔離層頂部表面低于鰭部頂部表面，屏蔽層位于隔離層表面。
[0022]可選的，采用流體化學(xué)氣相沉積工藝形成所述隔離層。
[0023]可選的，所述摻雜工藝為離子注入。
[0024]可選的，所述離子注入的注入離子為N型離子或P型離子。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0026]本發(fā)明實施例中，采用沉積工藝形成覆蓋于鰭部表面的屏蔽層，且沉積工藝的反應(yīng)氣體包括主源氣體和氧源氣體,其中，主源氣體為含有鰭部材料原子的氣體；采用所述沉積工藝形成屏蔽層時，由于主源氣體中含有鰭部材料的原子，氧源氣體主要與主源氣體之間發(fā)生反應(yīng)，有效的減少氧源氣體與鰭部材料發(fā)生氧化反應(yīng)的概率，減少鰭部材料的消耗，使得形成屏蔽層后，鰭部仍保持有較好的特征尺寸，因此形成的鰭式場效應(yīng)管具有良好的電學(xué)性能。
[0027]同時，在形成屏蔽層后，所述屏蔽層能防止顯影處理對鰭部造成損傷，避免顯影液與鰭部表面接觸后對鰭部造成腐蝕，從而進(jìn)一步提高形成的鰭式場效應(yīng)管的電學(xué)性能。
[0028]進(jìn)一步，本發(fā)明實施例采用高縱寬比沉積工藝形成所述屏蔽層，形成的屏蔽層具有較大的硬度，能夠有效的阻擋顯影液透過所述屏蔽層，進(jìn)一步有效的防止顯影液對鰭部的不良影響；并且，采用高縱寬比沉積工藝形成的屏蔽層厚度一致性好，在鰭部與隔離層交界的拐角處，屏蔽層仍具有較厚的厚度，防止顯影液進(jìn)入拐角處的鰭部表面，因此能夠有效防止拐角處的鰭部受到損傷。
[0029]進(jìn)一步，本發(fā)明實施例米用原子層沉積工藝形成所述屏蔽層，由于原子層沉積工藝的沉積溫度較低(沉積工藝的溫度為O度至120度)，在低溫環(huán)境下氧氣的氧化速率很小，因此，進(jìn)一步減小氧氣氧化鰭部材料的能力，從而進(jìn)一步鰭部材料的消耗，進(jìn)一步提高鰭式場效應(yīng)管的電學(xué)性能。
[0030]進(jìn)一步，本發(fā)明實施例中在采用原子層沉積工藝形成屏蔽層后，對所述屏蔽層進(jìn)行退火處理，提高屏蔽層的致密性和硬度，進(jìn)一步降低顯影液透過所述屏蔽層與鰭部表面接觸的能力，從而進(jìn)一步減少顯影液對鰭部造成的損傷，進(jìn)一步提高鰭式場效應(yīng)管的電學(xué)性能。
【附圖說明】
[0031]圖1至圖15為本發(fā)明一實施例提供的鰭式場效應(yīng)管形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]由【背景技術(shù)】可知，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場效應(yīng)管的性能有待提高。
[0033]針對鰭式場效應(yīng)管的形成方法進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，提供基底，在基底上形成若干分立的鰭部后，通常需要對鰭部進(jìn)行離子注入，對鰭部進(jìn)行摻雜以改善鰭式場效應(yīng)管的電學(xué)性能，如閾值電壓(Vt)、飽和電流(Idsat)等。
[0034]對鰭部進(jìn)行摻雜的工藝步驟包括:形成覆蓋于所述基底和鰭部表面的初始光刻膠層；對所述初始光刻膠層進(jìn)行曝光處理；采用顯影液對曝光后的初始光刻膠層進(jìn)行清洗，形成圖形化的光刻膠層，暴露出部分鰭部和基底表面；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，對暴露出來的鰭部進(jìn)行離子注入。
[0035]然而，采用上述方法形成的鰭式場效應(yīng)管電學(xué)性能低下。針對鰭式場效應(yīng)管的形成方法進(jìn)行進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，采用顯影液對曝光后的初始光刻膠層進(jìn)行清洗時，顯影液對鰭部也會造成一定的影響，例如，當(dāng)顯影液為含有四甲基氫氧化銨(TMAH)的顯影液時，鰭部的材料與襯底的材料相同，為S1、Ge、SiGe或GaAs,所述顯影液會對鰭部的材料造成一定程度的消耗，導(dǎo)致鰭部的