一種鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法，本發(fā)明提供的鰭式場效應(yīng)晶體管，所形成淺溝道隔離的側(cè)壁具有傾斜度，即避免了所形成的淺溝道隔離具有豎直部分，從而也就避免了豎直部分不利于氧化物的填充，造成淺溝道隔離內(nèi)有空隙的問題。之后對第一鰭式結(jié)構(gòu)進(jìn)行再加工形成第二鰭式結(jié)構(gòu)，使得第二鰭式結(jié)構(gòu)的第一部分的側(cè)壁垂直于所述淺溝道隔離的表面所在平面，滿足鰭式場效應(yīng)晶體管所需要的結(jié)構(gòu)。最終，大大的提高了器件的穩(wěn)定性。
【專利說明】 一種鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法。【背景技術(shù)】
[0002]在先進(jìn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)產(chǎn)業(yè)中，隨著22nm及更小尺寸的到來，為了改善短溝道效應(yīng)并提高器件的性能，鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin Field-effect transistor,FinFET)由其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)被廣泛的采用。
[0003]如圖1所示，其為鰭式場效應(yīng)晶體管示意圖，鰭式場效應(yīng)晶體管是具有一從襯底10突出的有源區(qū)域，此結(jié)構(gòu)狹長，故被稱為鰭式結(jié)構(gòu)(fin) 12 ;相鄰兩個(gè)鰭式結(jié)構(gòu)12之間形成有淺溝道隔離(STI) 11 ;鰭式結(jié)構(gòu)12和淺溝道隔離11的表面形成有柵極結(jié)構(gòu)13 ;源/漏區(qū)(未示出)位于鰭式結(jié)構(gòu)12上，柵極結(jié)構(gòu)13的兩側(cè)；溝道區(qū)14則位于柵極結(jié)構(gòu)13下方，源/漏區(qū)之間的有源區(qū)域中。
[0004]但是,傳統(tǒng)工藝中鰭式結(jié)構(gòu)的雙折坡式(double slope)形狀存在著一定的弊端，該形狀的豎直部分不利于氧化物的填充，從而淺溝道隔離11內(nèi)有空隙15，這顯然將大大降低器件的穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的雙折坡式(double slope)形狀的鰭式結(jié)構(gòu)在形成淺溝道隔離時(shí)質(zhì)量不能保證的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括:
[0007]提供襯底；
[0008]通過刻蝕工藝在所述襯底上形成多個(gè)第一鰭式結(jié)構(gòu)，相鄰第一鰭式結(jié)構(gòu)之間為隔離溝道；
[0009]在所述隔離溝道內(nèi)填充氧化層并刻蝕，形成淺溝道隔離，所述淺溝道隔離的側(cè)壁具有傾斜度，所述淺溝道隔離的表面低于所述第一鰭式結(jié)構(gòu)的上表面；
[0010]刻蝕所述第一鰭式結(jié)構(gòu)形成第二鰭式結(jié)構(gòu)，所述第二鰭式結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，所述第一部分的側(cè)壁垂直于所述淺溝道隔離的表面所在平面。
[0011]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，所述襯底上形成有掩膜層。
[0012]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，所述第一鰭式結(jié)構(gòu)的側(cè)壁具有85°?86°的傾斜度。
[0013]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一鰭式結(jié)構(gòu)形成第二鰭式結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，所述干法刻蝕工藝的壓強(qiáng)為 5?50milli_torro
[0015]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，所述干法刻蝕工藝的反應(yīng)氣體包括:碳氟化合物，氯氣和溴化氫中的一種或多種。[0016]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，所述氣體流量為:碳氟化合物 10?IOOsccm,氣氣 10?lOOOsccm,漠化氧 10?lOOOsccm。
[0017]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，采用化學(xué)氣象沉積或物理氣相沉積工藝進(jìn)行氧化層的填充。
[0018]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，采用干法刻蝕或濕法刻蝕工藝刻蝕所述氧化層。
[0019]進(jìn)一步的，在所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中，所述濕法刻蝕工藝為采用稀釋的氫氟酸進(jìn)行刻蝕。
[0020]一種利用上述鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法制得一種鰭式場效應(yīng)晶體管，包括:
[0021]襯底，所述襯底具有多個(gè)淺溝道隔離；
[0022]位于所述淺溝道隔離兩側(cè)的第二鰭式結(jié)構(gòu)，所述第二鰭式結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，所述第一部分的側(cè)壁垂直于淺溝道隔離的表面所在平面。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鰭式場效應(yīng)晶體管中，所形成淺溝道隔離的側(cè)壁具有傾斜度，即避免了所形成的淺溝道隔離具有豎直部分，從而也就避免了豎直部分不利于氧化物的填充，造成淺溝道隔離內(nèi)有空隙的問題。之后對第一鰭式結(jié)構(gòu)進(jìn)行再加工形成第二鰭式結(jié)構(gòu)，使得第二鰭式結(jié)構(gòu)的第一部分的側(cè)壁垂直于所述淺溝道隔離的表面所在平面，滿足鰭式場效應(yīng)晶體管所需要的結(jié)構(gòu)。最終，大大的提高了器件的穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場效應(yīng)晶體管的橫截面示意圖；
[0025]圖疒圖7為本發(fā)明實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法的橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0027]請參考圖2，提供襯底20，所述襯底20可以為硅襯底，或者摻雜鍺之類的襯底，或者絕緣層上覆硅(SOI)等，可以包括各類摻雜區(qū)，深埋層等。在本實(shí)施例中，在所述襯底20上形成掩膜層21，所述掩膜層21可以為SiN(氮化硅)層。接著請參考圖3，經(jīng)現(xiàn)有可行工藝光刻、刻蝕形成多個(gè)第一鰭式結(jié)構(gòu)31，相鄰第一鰭式結(jié)構(gòu)31之間為隔離溝道30?？涛g后形成的第一鰭式結(jié)構(gòu)31具有85°?86°的底角32，即第一鰭式結(jié)構(gòu)31的側(cè)壁具有85°?86°的傾斜度，如85.3°為一較佳選擇方案，能夠在后續(xù)填充氧化層時(shí)起到較優(yōu)的效果，避免垂直結(jié)構(gòu)不利于填充的缺點(diǎn)。
[0028]請參考圖4，在所述隔離溝道內(nèi)填充氧化層40，具體的，可采用已知的化學(xué)氣象沉積或物理氣相沉積工藝進(jìn)行氧化層40的填充。經(jīng)平坦化工藝使得氧化層40表面與掩膜層21齊平。接著，請參考圖5，刻蝕氧化層，形成淺溝道隔離50。具體的，可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕工藝，其中所述濕法刻蝕工藝為采用稀釋的氫氟酸進(jìn)行刻蝕。此時(shí)，淺溝道隔離50的表面低于所述第一鰭式結(jié)構(gòu)31的上表面。
[0029]請參考圖6，刻蝕所述第一鰭式結(jié)構(gòu)形成第二鰭式結(jié)構(gòu)60，所述第二鰭式結(jié)構(gòu)60包括第一部分60a和第二部分60b，其中，第一部分的側(cè)壁60as垂直于所述淺溝道隔離50的表面所在平面，即圖中所標(biāo)注的直角61。
[0030]具體的，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一鰭式結(jié)構(gòu)形成第二鰭式結(jié)構(gòu)60，其中，所述干法刻蝕工藝的壓強(qiáng)為5?50mill1-torr，反應(yīng)氣體包括碳氟化合物(CxFy),氯氣(Cl2)和溴化氫(HBr)中的一種或多種，具體的，氣體流量可以為碳氟化合物KTlOOsccm，氯氣10?lOOOsccm,漠化氧 10?lOOOsccm。
[0031]請參考圖7，在圖6所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，去除掩膜層，繼續(xù)進(jìn)行形成柵極結(jié)構(gòu)70和源/漏區(qū)(未示出)等工藝，形成一種具有較高質(zhì)量淺溝道隔離50的鰭式場效應(yīng)晶體管，包括:襯底20，所述襯底20具有多個(gè)淺溝道隔離50 ;位于所述淺溝道隔離50兩側(cè)的第二鰭式結(jié)構(gòu)60，所述第二鰭式結(jié)構(gòu)60包括第一部分60a和第二部分60b，所述第一部分60a的側(cè)壁60as垂直于淺溝道隔離50的表面所在平面，即圖中所示直角51，所述第二部分60b的底角為85°?86°，即圖中所示角度32 ;所述第一部分60a的側(cè)壁60as和第二部分60b的側(cè)壁60bs不相連，二者之間存在過渡區(qū)72 ;位于第二鰭式結(jié)構(gòu)60和淺溝道隔離50表面的柵極結(jié)構(gòu)70，源/漏區(qū)位于第二鰭式結(jié)構(gòu)60上，柵極結(jié)構(gòu)70的兩側(cè)，溝道區(qū)71則位于柵極結(jié)構(gòu)70下方，源/漏區(qū)之間的有源區(qū)域中。
[0032]在本實(shí)施例提供的鰭式場效應(yīng)晶體管及其形成方法中，所形成淺溝道隔離的側(cè)壁具有傾斜度，即避免了所形成的淺溝道隔離具有豎直部分，從而也就避免了豎直部分不利于氧化物的填充，造成淺溝道隔離內(nèi)有空隙的問題。之后對第一鰭式結(jié)構(gòu)進(jìn)行再加工形成第二鰭式結(jié)構(gòu)，使得第二鰭式結(jié)構(gòu)的第一部分的側(cè)壁垂直于所述淺溝道隔離的表面所在平面，滿足鰭式場效應(yīng)晶體管所需要的結(jié)構(gòu)。最終，大大的提高了器件的穩(wěn)定性。
[0033]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，包括: 提供襯底； 通過刻蝕工藝在所述襯底上形成多個(gè)第一鰭式結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)第一鰭式結(jié)構(gòu)之間為隔離溝道； 在所述隔離溝道內(nèi)填充氧化層并刻蝕，形成淺溝道隔離，所述淺溝道隔離的側(cè)壁具有傾斜度，所述淺溝道隔離的表面低于所述第一鰭式結(jié)構(gòu)的上表面； 刻蝕所述第一鰭式結(jié)構(gòu)形成第二鰭式結(jié)構(gòu)，所述第二鰭式結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，所述第一部分的側(cè)壁垂直于所述淺溝道隔離的表面所在平面。
2.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，所述襯底上形成有掩膜層。
3.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一鰭式結(jié)構(gòu)的側(cè)壁具有85°?86°的傾斜度。
4.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，采用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一鰭式結(jié)構(gòu)形成第二鰭式結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝的壓強(qiáng)為5?50mill1-tor;r。
6.如權(quán)利要求4所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝的反應(yīng)氣體包括:碳氟化合物，氯氣和溴化氫中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求6所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，所述氣體流量為:碳?xì)饣衔?0?IOOsccm,氣氣10?lOOOsccm,漠化氧10?lOOOsccm。
8.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，采用化學(xué)氣象沉積或物理氣相沉積工藝進(jìn)行氧化層的填充。
9.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，采用干法刻蝕或濕法刻蝕工藝刻蝕所述氧化層。
10.如權(quán)利要求9所述的鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝為采用稀釋的氫氟酸進(jìn)行刻蝕。
11.一種利用權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法制得的鰭式場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括: 襯底，所述襯底具有多個(gè)淺溝道隔離； 位于所述淺溝道隔離兩側(cè)的第二鰭式結(jié)構(gòu)，所述第二鰭式結(jié)構(gòu)包括第一部分和第二部分，所述第一部分的側(cè)壁垂直于淺溝道隔離的表面所在平面。
【文檔編號】H01L29/06GK103515282SQ201210206531
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】韓秋華, 三重野文健 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司