專利名稱：鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝節(jié)點(diǎn)逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應(yīng)用，以獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當(dāng)器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)進(jìn)一步下降時(shí)，即使采用后柵工藝制作的場(chǎng)效應(yīng)管也已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)器件性能的需求，多柵器件獲得到了廣泛的關(guān)注。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)是一種常見(jiàn)的多柵器件，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鰭部和柵極結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，包括:半導(dǎo)體襯底10，所述半導(dǎo)體襯底10上形成有凸出的鰭部14 ;介質(zhì)層11,覆蓋所述半導(dǎo)體襯底10的表面以及鰭部14的側(cè)壁的一部分；柵極結(jié)構(gòu)12，橫跨所述鰭部14上并覆蓋所述鰭部14的頂部和側(cè)壁，柵極結(jié)構(gòu)12包括柵介質(zhì)層(圖中未示出)和位于柵介質(zhì)層上的柵電極(圖中未示出)。與柵極結(jié)構(gòu)12相接觸的鰭部14的頂部以及兩側(cè)的側(cè)壁構(gòu)成溝道區(qū)，因此，F(xiàn)in FET具有多個(gè)柵，這有利于增大驅(qū)動(dòng)電流，改善器件性能。在形成上述鰭部和柵極結(jié)構(gòu)以后，需要在源/漏區(qū)上方進(jìn)行硅的外延生長(zhǎng)并形成側(cè)墻以包圍所述柵極結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有工藝在形成柵極側(cè)墻的時(shí)候，容易在鰭部?jī)蓚?cè)同時(shí)形成寄生的鰭部側(cè)墻。而為了減少寄生串聯(lián)電阻，增大驅(qū)動(dòng)電流，需要在形成源/漏區(qū)之前去除所述鰭部?jī)蓚?cè)的側(cè)墻，同時(shí)要保證柵極側(cè)墻的完整性。J.Kedzierski 等人在 IEEE Transaction on Electron Devices, 50-4,952 (2003)上發(fā)表了一篇名為:Extension and source/drain design for high performance FinFETdevices的文章，揭示了一種去除鰭部?jī)蓚?cè)側(cè)墻保留柵極側(cè)墻的方法，其利用鰭部側(cè)墻和柵極側(cè)墻之間的高度差，采用過(guò)刻蝕的方法去除鰭部?jī)蓚?cè)的側(cè)墻。具體如圖2a_圖2b所示，圖2a-圖2b給出了 J.Kedzierski等人揭示的去除鰭部側(cè)墻方法的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2a所示,所述FinFET包括形成在襯底(未示出)上的鰭部12、橫跨在鰭部12上的柵極結(jié)構(gòu)10、形成在柵極10上的硬掩膜11、形成在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的柵極側(cè)墻13，以及形成在鰭部?jī)蓚?cè)的鰭部側(cè)墻14。接著，以硬掩膜11為掩膜進(jìn)行過(guò)刻蝕以去除所述鰭部側(cè)墻14如圖2b所示的結(jié)構(gòu)，在去除鰭部側(cè)墻后，部分硬掩膜被刻蝕去除，剩余部分硬掩膜11’，并且部分柵極側(cè)墻被刻蝕去除，剩余部分柵極側(cè)墻13’。上述方法在實(shí)際操作中過(guò)刻蝕比較難控制，過(guò)刻蝕容易影響柵極側(cè)墻的寬度以及均勻性，進(jìn)而影響后續(xù)形成的FinFET器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例解決的問(wèn)題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及形成方法，在去除鰭部側(cè)墻的時(shí)候能夠減輕對(duì)柵極側(cè)墻的寬度和表面均勻性的影響。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，包括:基底；和位于基底上的鰭部，所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角。可選的，所述傾斜側(cè)壁的斜率是變化的?？蛇x的，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面至少包括一個(gè)梯形?？蛇x的，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形?？蛇x的，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形和一個(gè)矩形的組合，且所述梯形位于矩形的上部。可選的，所述矩形的高度為所述鰭部高度的O 0.5倍?？蛇x的，所述鰭部的材料為S1、SiGe或SiC中的一種。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括:提供基底；在所述基底上形成鰭部，所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角?？蛇x的，所述傾斜側(cè)壁的斜率是變化的?？蛇x的，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面至少包括一個(gè)梯形?？蛇x的，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形?？蛇x的，所述鰭部的形成工藝為干法刻蝕，所述干法刻蝕氣體包括Cl2、HBr和02，形成所述鰭部的刻蝕工藝參數(shù)包括:壓力為10 lOOmTorr，HBr的流量為200sCCm，02的流量為由8 12SCCm逐漸減少至0，Cl2的流量為由280 300sCCm逐漸減少至Cl2的流量小于HBr流量的10%?？蛇x的，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形和一個(gè)矩形的組合，且所述梯形位于矩形的上部，所述矩形高度為所述鰭部高度的O 0.5倍?？蛇x的，所述干法刻蝕氣體包括Cl2、HBr和02，且所述干法刻蝕包括形成梯形的第一刻蝕和形成矩形的第二刻蝕?？蛇x的，所述第一刻蝕的工藝參數(shù)包括:刻蝕壓力為0.10 IOOmTorr ；HBr的流量為200sccm ；C12的流量為300sccm, O2的流量小于或者等于lOsccm。可選的，所述第二刻蝕的工藝參數(shù)包括:刻蝕壓力為0.10 IOOmTorr ；HBr的流量為200SCCm ；02的流量為lOsccm ；C12的流量逐漸減少至Cl2的流量小于HBr流量的10%?？蛇x的，所述鰭部的材料為S1、SiGe或SiC中的一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明實(shí)施例形成的鰭部至少有一個(gè)上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，即所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角，刻蝕鰭部側(cè)墻時(shí)需要被刻蝕去除的量會(huì)減少，有利于減少對(duì)基底的損傷和對(duì)柵極側(cè)墻的厚度和表面均勻性的影響；而且，由于被刻蝕去除的鰭部側(cè)墻的量減少，形成在柵極結(jié)構(gòu)上的硬掩膜層的厚度不需要太厚，從而有利于后續(xù)摻雜形成源/漏區(qū)，且降低工藝成本。進(jìn)一步地，所述鰭部的沿垂直于鰭部的延伸方向(即平行于柵極結(jié)構(gòu)的延伸方向)的截面是一個(gè)梯形或者梯形與矩形的組合，且所述梯形的頂角為大于90°的鈍角，這樣，刻蝕鰭部側(cè)墻時(shí)需要被刻蝕去除的量會(huì)減少，有利于減少對(duì)基底的損傷和對(duì)柵極側(cè)墻的厚度和表面均勻性的影響；而且，由于被刻蝕去除的鰭部側(cè)墻的量減少，形成在柵極結(jié)構(gòu)上的硬掩膜層的厚度不需要太厚，從而有利于后續(xù)摻雜形成源/漏區(qū)，且降低工藝成本；再者，形成鰭部以后通過(guò)氧化鰭部形成的柵介質(zhì)層厚度均勻，有利于后續(xù)在其上形成柵電極。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的中間結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a 圖2b是現(xiàn)有技術(shù)去除鰭部側(cè)墻方法的中間立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法的流程示意圖；圖5 圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成過(guò)程的中間剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖3為一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括:基底100 ;位于所述基底100表面的鰭部101，所述鰭部101的側(cè)壁基本上垂直于所述基底100表面；位于所述基底100表面、且橫跨所述鰭部101的頂部和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)103。經(jīng)過(guò)研究，本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一方面，由于所述鰭部101呈較為規(guī)則的矩形結(jié)構(gòu)，它的頂角104幾乎呈直角，后續(xù)通過(guò)氧化鰭部形成柵介質(zhì)層的時(shí)候，位于頂角104周?chē)臇沤橘|(zhì)層相對(duì)較薄。也就是說(shuō)，通過(guò)氧化鰭部形成的柵介質(zhì)層的厚度不均勻，不利于后續(xù)在其上形成柵電極。另外，銳利的頂角還可能導(dǎo)致其它的缺陷，比如，在后續(xù)通過(guò)外延生長(zhǎng)形成源/漏區(qū)的過(guò)程中，形成的源/漏區(qū)外形不平整，影響最終形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的器件性能。另一方面，所述鰭部101的側(cè)壁與基底100的表面垂直，后續(xù)進(jìn)行刻蝕去除鰭部側(cè)墻的時(shí)候，位于拐角105處的側(cè)墻需要經(jīng)過(guò)深度的過(guò)刻蝕才能完全去除。一方面,該過(guò)刻蝕要求在柵極上表面形成的硬掩膜層具有足夠的厚度，否則過(guò)刻蝕可能損傷柵極結(jié)構(gòu)；另一方面，過(guò)刻蝕可能會(huì)損傷柵極側(cè)墻的厚度和表面均勻性，進(jìn)而影響器件的性能。然而，后續(xù)摻雜離子形成源/漏極時(shí)，過(guò)厚的硬掩膜層可能導(dǎo)致靠近拐角105處的鰭部較難以摻雜離子，影響了源/漏極的摻雜均勻性，進(jìn)而影響了鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的器件性能。本發(fā)明實(shí)施例形成的鰭部至少有一個(gè)上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，即所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角，刻蝕鰭部側(cè)墻時(shí)需要被刻蝕去除的量會(huì)減少，有利于減少對(duì)基底的損傷和對(duì)柵極側(cè)墻的厚度和表面均勻性的影響；而且，由于被刻蝕去除的鰭部側(cè)墻的量減少，形成在柵極結(jié)構(gòu)上的硬掩膜層的厚度不需要太厚，從而有利于后續(xù)摻雜形成源/漏區(qū)，且降低工藝成本。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法的流程示意圖。本發(fā)明實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括:
步驟S201，提供基底；形成位于所述基底表面的半導(dǎo)體層；形成位于所述半導(dǎo)體層表面的掩膜層，所述掩膜層具有開(kāi)口 ；步驟S203，以所述掩膜層為掩膜，在所述基底上形成鰭部，所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與位于所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底的夾角為鈍角。為了更清楚說(shuō)明上述技術(shù)方案，下面結(jié)合中間結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖詳細(xì)說(shuō)明。首先，參考圖5，提供基底300，形成位于所述基底300表面的半導(dǎo)體層301 ;形成位于所述半導(dǎo)體層301表面的掩膜層303，所述掩膜層303具有開(kāi)口 305。所述基底300與所述半導(dǎo)體層301可以為一體結(jié)構(gòu)，比如可以采用體硅或者絕緣體上硅(SOI)形成。若采用體硅，所述半導(dǎo)體層301采用部分體硅頂部材料或者外延在所述體硅表面的外延層形成，所述基底采用另外一部分體硅材料形成；若采用絕緣體上硅，所述半導(dǎo)體層301采用絕緣體上硅的頂層硅形成，所述基底采用絕緣體上硅的中間絕緣層(BOX)和底層硅形成。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的基底300與半導(dǎo)體層采用絕緣體上硅。所述半導(dǎo)體層的材料為S1、SiC或SiGe中的一種。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的材料為Si。所述掩膜層303用于后續(xù)刻蝕所述半導(dǎo)體層形成鰭部時(shí)作為掩膜。所述掩膜層303的材料為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等中的一種。在本發(fā)明的實(shí)施例中，選擇氮化硅作為掩膜層303的材料。所述開(kāi)口 305定義出相鄰兩個(gè)鰭部之間的距離。所述開(kāi)口 305的形成工藝為刻蝕工藝。由于刻蝕工藝已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。之后，以所述掩膜層303為掩膜，刻蝕所述半導(dǎo)體層301。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)控制刻蝕氣體中氧氣的含量刻蝕所述半導(dǎo)體層301，形成至少包括一個(gè)具有上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的鰭部，即形成至少部分側(cè)壁為傾斜側(cè)壁的鰭部，所述傾斜側(cè)壁與位于所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底表面之間夾角為鈍角，所述基底表面是指位于所述鰭部?jī)蓚?cè)之外的基底表面。作為一個(gè)實(shí)施例，所形成的鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面至少包括一個(gè)梯形。所述鰭部的延伸方向是指鰭部的伸長(zhǎng)方向，如圖1中y軸方向，那么，垂直于所述鰭部的延伸方向即鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極結(jié)構(gòu)的延伸方向，如圖1中X軸方向。進(jìn)一步地，所形成的鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形，下面給出具體形成所述鰭部的方法。形成所述鰭部采用刻蝕所述半導(dǎo)體層形成，所述刻蝕半導(dǎo)體襯底采用的工藝為干法刻蝕，所述干法刻蝕的主刻蝕氣體包括Cl2和HBr，Cl2和硅反應(yīng)生成揮發(fā)性的SiCl4, HBr和硅反應(yīng)生成揮發(fā)性的SiBr4。除了主刻蝕氣體Cl2和HBr，通常還會(huì)加入小流量的O2，一方面是為了在側(cè)壁生成氧化硅從而增加對(duì)側(cè)壁的保護(hù)，另一方面也提高了對(duì)基底氧化層300的選擇比。參考圖6，通過(guò)控制刻蝕工藝中O2的流量形成如圖所示的鰭部，所述鰭部沿平行于柵極結(jié)構(gòu)的延伸方向且垂直于基底的截面呈梯形。具體的，對(duì)所述半導(dǎo)體層301進(jìn)行干法刻蝕的氣體包括Cl2、HBr和O2，工藝參數(shù)包括:在刻蝕壓力為10 IOOmTorr的環(huán)境下，通入流量為280 300sccm的Cl2，流量為190 210sccm的HBr，及流量為8 12sccm的02。在刻蝕所述半導(dǎo)體層301的過(guò)程中，為了避免刻蝕工藝損害襯底，刻蝕過(guò)程中Cl2的流量逐漸減小，例如減小至Osccm。當(dāng)刻蝕完所述半導(dǎo)體層30后，即可形成截面為梯形的鰭部307。需要說(shuō)明的是，在一個(gè)變化的實(shí)例中，O2還可以被替換為CH2F2，且CH2F2的流量小于或者等于12sccm。需要說(shuō)明的是，在上述形成具有梯形截面的鰭部時(shí)候，所述O2的流量維持不變，形成的是梯形截面，所述梯形截面不一定是完全規(guī)則的梯形，其傾斜邊的斜率可能有稍微的波動(dòng)，那主要是由于工藝誤差所致。在另一個(gè)變化的實(shí)例中，O2或者CH2F2氣體的流量可以是變化的，以便形成具有變化的斜率的傾斜邊的截面，即形成的截面的側(cè)壁與底面或平行于底面的平面的夾角是變化的，采用何種工藝，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。當(dāng)然，為了后續(xù)形成柵結(jié)構(gòu)的側(cè)墻工藝中沉積在鰭部側(cè)面的鰭部側(cè)墻容易被去除，優(yōu)選形成比較平滑的側(cè)面。上述實(shí)施例中形成的鰭部307沿平行于柵極結(jié)構(gòu)的延伸方向且垂直于基底的截面呈梯形。所述梯形包括:斜邊中的任一邊與底面呈直角或者非直角的情況。本發(fā)明的實(shí)施例中的形成鰭部的方法簡(jiǎn)單，控制形成鰭部307時(shí)的氧氣的流量即可，可操作性強(qiáng)，且本實(shí)施例中形成的鰭部有助于后續(xù)形成柵極結(jié)構(gòu)和源/漏極。請(qǐng)繼續(xù)參考圖6，采用上述實(shí)施例所述的形成方法，形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，包括:基底300 ；位于所述基底300表面的鰭部307，所述鰭部307的沿垂直于鰭部伸長(zhǎng)方向的截面
呈梯形。其中，所述基底300的材料為氧化硅；所述鰭部307的材料為S1、SiGe或SiC中的一種。進(jìn)一步地，所形成的鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)一個(gè)梯形和一個(gè)矩形的組合，下面給出具體形成所述鰭部的方法。請(qǐng)參考圖7，通過(guò)控制刻蝕工藝中氧氣的流量形成如圖所示的鰭部，所述鰭部沿平行于柵極結(jié)構(gòu)的延伸方向且垂直于基底的截面包括梯形和矩形的組合，且所述梯形位于矩形的上部，所述矩形高度為所述鰭部高度的O 0.5倍。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述矩形高度為所述鰭部高度的O 0.1倍。在本實(shí)施例中，以矩形高度為鰭部高度的0.1倍為例進(jìn)行說(shuō)明。具體的，對(duì)所述半導(dǎo)體層301進(jìn)行干法刻蝕的氣體包括Cl2、HBr和02，且所述干法刻蝕包括形成梯形的第一刻蝕和形成矩形的第二刻蝕。在形成梯形的第一刻蝕中，具體的工藝參數(shù)包括:在刻蝕壓力為10 IOOmTorr的環(huán)境下，通入流量為280 300sccm的Cl2,流量為190 210SCCm的HBr，及流量為8 12sCCm的O2對(duì)半導(dǎo)體層301進(jìn)行刻蝕。需要說(shuō)明的是，在蝕刻工藝中，如果保持恒定的刻蝕氣體流量以及刻蝕氣體之間的流量比例，刻蝕后形成的鰭部的側(cè)壁與底面可以呈某一特定角度。還可以通過(guò)調(diào)節(jié)刻蝕氣體流量以及刻蝕氣體之間的流量比例來(lái)調(diào)節(jié)特定角度，并且，O2流量較少的情況下有利于形成斜角。在本實(shí)施例中，第一刻蝕后需要形成梯形，所以第一刻蝕中O2的流量要相對(duì)較少，本實(shí)施例中設(shè)定為lOsccm。當(dāng)刻蝕進(jìn)行到半導(dǎo)體層約90%被刻蝕后,第一刻蝕完成。需要說(shuō)明的是，在一個(gè)變化的實(shí)施例中，O2還可以被替換為CH2F2氣體，且CH2F2氣體的流量小于或者等于12sccm。
如前所述,需要說(shuō)明的是,在另一個(gè)變化的實(shí)施例中，O2或者CH2F2氣體的流量可以是變化的，則形成的截面的側(cè)壁的斜率是變化的。接著進(jìn)行第二刻蝕，繼續(xù)對(duì)半導(dǎo)體層刻蝕形成截面呈矩形結(jié)構(gòu)的部分鰭部。具體的，第二刻蝕的工藝參數(shù)包括:在刻蝕壓力為10 IOOmTorr的環(huán)境下，繼續(xù)通入HBr，Cl2和O2刻蝕所述導(dǎo)體層，所述HBr和Cl2的流量保持不變，增大O2的流量。例如，通入流量為280 300sccm的Cl2,流量為190 210sccm的HBr，以及流量為20 50sccm的02。由上所述可知，O2流量較少的情況下有利于形成斜角，O2流量較大的情況下有利于形成直角。在本實(shí)施例中，第二刻蝕后需要形成矩形，所以第二刻蝕中要增加O2的流量，本實(shí)施例中設(shè)定為 20sccm。由于在所述包括梯形和矩形組合的鰭部中，所述矩形的高度為鰭部高度的O 0.5倍，也就是說(shuō)，進(jìn)行第二刻蝕時(shí)半導(dǎo)體層301剩余的厚度較小，為了防止刻蝕速率過(guò)快嚴(yán)重?fù)p害基底400，因此，在本發(fā)明的其他事實(shí)例中，第二刻蝕中Cl2的流量可以小于第一刻蝕中Cl2的流量，直至Cl2與HBr比例小于0.1，甚至為O。在本實(shí)施例中，HBr的流量選擇為200sccm,則第二刻蝕中Cl2的流量可選擇為20sccm。上述實(shí)施例中形成的鰭部的截面包括梯形和矩形的組合。所述梯形包括:斜邊中的任一邊為直線或曲線的情況，只要滿足梯形沿平行于基底的橫截面面積隨著所述橫截面到基底的距離的增加而減小即可。本實(shí)施例中的形成鰭部的方法簡(jiǎn)單，控制刻蝕工藝中的氧氣的流量即可，操作性強(qiáng)，且本實(shí)施例中形成的鰭部有助于后續(xù)形成柵極結(jié)構(gòu)和源/漏極。請(qǐng)繼續(xù)參考圖7，采用上述實(shí)施例所述的形成方法，形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，包括:基底400 ；位于所述基底400表面的鰭部，所述鰭部包括位于基底表面的矩形4071和位于所述矩形4071表面的梯形4072。其中，所述基底400的材料為氧化硅；所述鰭部的材料為S1、SiGe或SiC中的一種。所述矩形4071和所述梯形4072構(gòu)成鰭部。在形成所述鰭部之后，還包括:去除所述掩膜層。所述去除所述掩膜層的工藝為刻蝕工藝或化學(xué)機(jī)械拋光工藝。由于所述去除掩膜層的工藝已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，還包括:形成位于所述基底表面、且橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)；形成柵極側(cè)墻；形成位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源/漏極。在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于不同的實(shí)施例的后續(xù)形成步驟相同，在此以圖7中所述實(shí)施例為例進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)參考圖8，形成位于所述基底400表面、且橫跨鰭部的柵極結(jié)構(gòu)409。所述柵極結(jié)構(gòu)409包括柵介質(zhì)層(未圖示)和位于所述柵介質(zhì)層表面的柵電極層(未圖示)。其中，所述柵介質(zhì)層的材料為絕緣材料，例如Si02、TiN, HfO2, HfSixO2或者高K材料；所述柵電極層的材料為多晶硅或金屬。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述柵介質(zhì)層為高K介質(zhì)，所述柵電極層的材料為金屬材料。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述柵極結(jié)構(gòu)409的形成步驟包括:形成位于所述基底400表面、且橫跨所述鰭部的偽柵極結(jié)構(gòu)；去除所述偽柵極結(jié)構(gòu)形成位于所述基底400表面、且橫跨所述鰭部的柵介質(zhì)層和位于所述柵介質(zhì)層表面的柵電極層。
需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述橫跨鰭部指的是覆蓋所述鰭部的側(cè)壁和頂部。
由于本發(fā)明實(shí)施例形成的鰭部至少有一個(gè)上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，即所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角。相應(yīng)的，所述鰭部與基底表面平行的上表面與所述傾斜側(cè)壁的夾角為鈍角，通過(guò)氧化鰭部形成的柵介質(zhì)層的厚度均勻，有利于后續(xù)在其上形成柵電極。
另外，后續(xù)通過(guò)沉積、刻蝕等工藝形成柵極側(cè)墻的時(shí)候，同時(shí)會(huì)有寄生的鰭部側(cè)墻在鰭部?jī)蓚?cè)形成，而在進(jìn)行源/漏區(qū)的注入工藝之前，鰭部側(cè)墻是需要被去除的。現(xiàn)有技術(shù)中鰭部側(cè)壁與基底表面垂直，沉積在柵極結(jié)構(gòu)上的硬掩膜層的厚度必須大于鰭部的厚度，才能保證在進(jìn)行過(guò)刻蝕去除鰭部側(cè)墻的時(shí)候不會(huì)損傷柵極結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于鰭部至少有一個(gè)上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，即所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角，刻蝕鰭部側(cè)墻時(shí)需要被刻蝕去除的量會(huì)減少，有利于減少對(duì)基底的損傷和對(duì)柵極側(cè)墻的厚度和表面均勻性的影響；而且，由于被刻蝕去除的鰭部側(cè)墻的量減少，形成在柵極結(jié)構(gòu)上的硬掩膜層的厚度不需要太厚，從而有利于后續(xù)摻雜形成源/漏區(qū)，且降低工藝成本。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述柵極側(cè)墻和鰭部側(cè)墻的材料均為SiO2、Si3N4或者SiON。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，還包括:形成位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源/漏極(未圖示)。
所述源/漏極的形成工藝為摻雜工藝。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述源/漏極的形成步驟包括:在形成所述偽柵極結(jié)構(gòu)之后，以所述偽柵極結(jié)構(gòu)為掩膜，向所述偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)摻雜離子，形成源/漏極。在形成所述源/漏極后，再去除所述偽柵結(jié)構(gòu)，形成橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)。
由于本發(fā)明實(shí)施例形成的鰭部至少有一個(gè)上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，沉積在柵極結(jié)構(gòu)上的硬掩膜層的高度大大降低，因而摻雜離子時(shí)離子也更加容易摻雜，進(jìn)一步提高了鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。
本發(fā)明實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法中，發(fā)明人采用刻蝕工藝，通過(guò)控制刻蝕氣體中氧氣的流量形成包括上小下大的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的鰭部，本發(fā)明實(shí)施例的形成方法簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。
本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，包括: 基底； 鰭部，位于基底上； 其特征在于， 所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角。
2.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述傾斜側(cè)壁的斜率是變化的。
3.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面至少包括一個(gè)梯形。
4.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形。
5.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形和一個(gè)矩形的組合，且所述梯形位于矩形的上部。
6.如權(quán)利要求5所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述矩形的高度為所述鰭部高度的O 0.5倍。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其特征在于，所述鰭部的材料為S1、SiGe或SiC中的一種。
8.—種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，包括: 提供基底； 在所述基底上形成鰭部，所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角。
9.如權(quán)利要求8所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述傾斜側(cè)壁的斜率是變化的。
10.如權(quán)利要求8所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面至少包括一個(gè)梯形。
11.如權(quán)利要求10所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形。
12.如權(quán)利要求9所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的形成工藝為干法刻蝕，所述干法刻蝕氣體包括Cl2、HBr和02，形成所述鰭部的刻蝕工藝參數(shù)包括:壓力為10 lOOmTorr，HBr的流量為200sccm，O2的流量為由8 12sccm逐漸減少至0，Cl2的流量為由280 300SCCm逐漸減少至Cl2的流量小于HBr流量的10%。
13.如權(quán)利要求12所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述O2可用CH2F2替代。
14.如權(quán)利要求11所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的形成工藝為干法刻蝕，所述干法刻蝕氣體包括Cl2、HBr和O2，形成所述鰭部的刻蝕工藝參數(shù)包括:壓力為10 lOOmTorr，HBr的流量為200sccm，O2的流量為8 12sccm，Cl2的流量為由280 300sccm逐漸減少至Cl2的流量小于HBr流量的10%。
15.如權(quán)利要求14所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述O2可用CH2F2替代。
16.如權(quán)利要求8所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的沿垂直于所述鰭部的延伸方向的截面是一個(gè)梯形和一個(gè)矩形的組合，且所述梯形位于矩形的上部。
17.如權(quán)利要求16中所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述矩形高度為所述鰭部高度的O 0.5倍。
18.如權(quán)利要求16所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕氣體包括Cl2、HBr和02，且所述干法刻蝕包括形成梯形的第一刻蝕和形成矩形的第二刻蝕。
19.如權(quán)利要求18所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述O2可用CH2F2替代。
20.如權(quán)利要求18所述的 鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述第一刻蝕的工藝參數(shù)包括:刻蝕壓力為0.10 IOOmTorr ；HBr的流量為200sccm ；C12的流量為300sccm，O2的流量小于或者等于lOsccm。
21.如權(quán)利要求18所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕的工藝參數(shù)包括:刻蝕壓力為0.10 IOOmTorr ；HBr的流量為200sccm ；02的流量為IOsccm ；C12的流量逐漸減少至Cl2的流量小于HBr流量的10%。
22.如權(quán)利要求8 21項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的材料為S1、SiGe或SiC中的一種。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，包括基底；位于所述基底上鰭部，所述鰭部至少包括部分的傾斜側(cè)壁，所述傾斜側(cè)壁與所述鰭部?jī)蓚?cè)的基底之間的夾角為鈍角。相應(yīng)的，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，其形成工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明實(shí)施例在去除鰭部側(cè)墻的時(shí)候能夠減輕對(duì)柵極側(cè)墻的寬度和表面的均勻性的影響，而且，在形成鰭部后通過(guò)氧化鰭部形成的柵介質(zhì)層的厚度均勻，有利于后續(xù)在其上形成柵電極。
文檔編號(hào)H01L29/78GK103187445SQ201110457000
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者何其旸, 孟曉瑩 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司