形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法
【專利摘要】一種形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有絕緣層、和具有高度相同的第一初始鰭部和第二初始鰭部；形成第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層暴露出第二區(qū)域的絕緣層表面；以所述第一保護(hù)層為掩膜，刻蝕第二區(qū)域中部分厚度的絕緣層，使得第二初始鰭部比第一初始鰭部高出指定高度；隨后，去除第一保護(hù)層，形成覆蓋第一初始鰭部和第二初始鰭部的第二保護(hù)層；以第二保護(hù)層為掩膜，刻蝕所述絕緣層，并向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子，然后退火，形成隔離層、第一鰭部以及第二鰭部，所述第二鰭部比第一鰭部高出所述指定高度。在同一晶圓上形成的鰭部的高度可以不同，以滿足不同需要。
【專利說明】形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著工藝節(jié)點(diǎn)逐漸減小，高K介質(zhì)層和金屬柵電極得到了廣泛應(yīng)用，并且，通過在高k介質(zhì)層和金屬柵電極之間形成具有不同功函數(shù)的金屬來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, CriticalDimension)進(jìn)一步下降時(shí)，常規(guī)的MOS場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無法滿足對(duì)器件性能的需求，鰭式場(chǎng)效應(yīng)管(Fin FET)作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的立體結(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，鰭部14 一般是通過對(duì)半導(dǎo)體襯底10刻蝕后得到的；第一介質(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；金屬柵極結(jié)構(gòu)12，橫跨在所述鰭部14上，覆蓋所述鰭部14的頂部和側(cè)壁，金屬柵極結(jié)構(gòu)12包括位于鰭部14側(cè)壁和表面的高K柵介質(zhì)層(圖中未示出)和位于高K柵介質(zhì)層上的金屬柵電極(圖中未示出)；第二介質(zhì)層(圖中未示出)，覆蓋所述第一介質(zhì)層11表面和鰭部14，第二介質(zhì)層的表面與金屬柵極結(jié)構(gòu)12的表面齊平。
[0004]請(qǐng)參考圖2，圖2示出了采用現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管中包含多個(gè)鰭部101時(shí)的情況，所述多個(gè)鰭部101位于半導(dǎo)體襯底100表面、且距離絕緣層103表面的高度均相同。
[0005]然而，當(dāng)前需要不同高度的鰭部，以滿足不同器件性能的需求。例如，對(duì)于邏輯和存儲(chǔ)器的晶體管的要求是不同的，邏輯晶體管要求較大高度的鰭部，存儲(chǔ)器晶體管則要求相對(duì)較小高度的鰭部。
[0006]如何在同一晶圓上制造具有不同高度的鰭部，成為亟需解決的問題。
[0007]更多關(guān)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，請(qǐng)參考專利號(hào)為“US7868380B2”的美國專利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是提供一種形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，該方法能夠在同一晶圓上制造具有不同高度的鰭部，并在鰭底部形成隔離層，有效降低了器件漏電流，提高器件的性能。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，包括:提供包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，所述第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面形成有第一初始鰭部，所述第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面形成有第二初始鰭部，所述半導(dǎo)體襯底表面還形成有絕緣層，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部貫穿絕緣層厚度，且兩者高度相同；形成第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層覆蓋所述第一初始鰭部和第一區(qū)域的絕緣層表面，但暴露出第二區(qū)域的絕緣層表面；以所述第一保護(hù)層為掩膜，刻蝕第二區(qū)域中部分厚度的絕緣層，使得第二初始鰭部比第一初始鰭部高出指定高度；刻蝕第二區(qū)域的絕緣層后，去除第一保護(hù)層，并形成覆蓋所述第一初始鰭部和第二初始鰭部的第二保護(hù)層；以所述第二保護(hù)層為掩膜，刻蝕所述絕緣層，并以所述第二保護(hù)層為掩膜，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子；對(duì)注入了氧離子的第一初始鰭部、第二初始鰭部進(jìn)行退火處理，形成隔離層、位于第一區(qū)域的隔離層表面的第一鰭部以及位于第二區(qū)域的隔離層表面的第二鰭部，所述第二鰭部比第一鰭部高出所述指定高度。
[0010]可選地，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子時(shí)，所述注入氧離子的方向與第一初始鰭部、第二初始鰭部的側(cè)壁呈15度-30度的角。
[0011]可選地，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子時(shí)，包括多次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，以半導(dǎo)體襯底的法線為旋轉(zhuǎn)軸，將半導(dǎo)體襯底沿同一方向旋轉(zhuǎn)10度-90度。
[0012]可選地，共包括4次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，將半導(dǎo)體襯底在水平面沿同一方向旋轉(zhuǎn)90度。
[0013]可選地，所述退火處理的工藝參數(shù)為:退火溫度為600攝氏度-1000攝氏度，退火時(shí)間為30分鐘-90分鐘。
[0014]可選地，所述隔離層的材料為氧化硅，其厚度為1500埃-3000埃。
[0015]可選地，還包括:形成覆蓋所述第一初始鰭部、第二初始鰭部的硬掩膜層，所述第一保護(hù)層覆蓋第一區(qū)域的硬掩膜層表面。
[0016]可選地，還包括:形成位于所述第一初始鰭部和硬掩膜層之間、以及第二初始鰭部和硬掩膜層之間的氧化層。
[0017]可選地，所述第二保護(hù)層的厚度為100埃-500埃。
[0018]可選地，所述第一保護(hù)層的材料為光刻膠，第二保護(hù)層的材料為氮化硅、氮氧化硅
或氧化硅。
[0019]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(diǎn):
[0020]首先以第一保護(hù)層為掩膜，刻蝕第二區(qū)域中部分厚度的絕緣層，使得第二初始鰭部比第一初始鰭部高出指定高度，所述指定高度即墊定了后續(xù)形成的第二鰭部和第一鰭部之間的高度差。并且，后續(xù)形成覆蓋所述第一初始鰭部和第二初始鰭部的第二保護(hù)層，以所述第二保護(hù)層為掩膜，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子，并退火，形成隔離層、第一鰭部和第二鰭部。本發(fā)明實(shí)施例的方法不僅使第一鰭部和第二鰭部具有不同的高度，而且由于形成了隔離層，有效減小了后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流，形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能優(yōu)越。
[0021]進(jìn)一步的，通過多次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，以半導(dǎo)體襯底的法線為旋轉(zhuǎn)軸，將半導(dǎo)體襯底沿同一方向旋轉(zhuǎn)10度-90度，使得氧離子注入到第一初始鰭部和第二初始鰭部的各個(gè)側(cè)面，形成的隔離層的質(zhì)量好，厚度均一，進(jìn)一步減小了后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流，鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能進(jìn)一步得到提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的鰭部的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3-圖13是本發(fā)明實(shí)施例的形成不同高度的多個(gè)鰭部的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]正如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)在同一晶圓(即半導(dǎo)體襯底)上形成的鰭部的高度相同，不利于滿足不同需要。
[0026]經(jīng)過研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在形成高度均一的鰭部后，可以將需要相對(duì)較小高度的鰭部保護(hù)起來，然后繼續(xù)刻蝕半導(dǎo)體襯底，以獲得較大高度的鰭部。并且，為使后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能好，減小漏電流的產(chǎn)生，還可以在各鰭部底部形成隔離層。
[0027]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3-13對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0028]請(qǐng)參考圖3，提供半導(dǎo)體襯底200，所述半導(dǎo)體襯底200包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II，所述半導(dǎo)體襯底200表面覆蓋有硬掩膜層203。
[0029]所述半導(dǎo)體襯底200用于為后續(xù)工藝提供平臺(tái)。所述半導(dǎo)體襯底200為硅襯底
(Si)或絕緣體上硅(S0I)，所述半導(dǎo)體襯底200的晶向?yàn)椤?10〉或〈100〉等。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底200為硅襯底。
[0030]所述硬掩膜層203用于后續(xù)刻蝕工藝時(shí)，保護(hù)形成的第一初始鰭部和第二初始鰭部不受損壞。所述硬掩膜層203的材料為氮化硅、氮氧化硅、氮化鈦等。所述硬掩膜層203的形成工藝為沉積工藝，例如化學(xué)氣相沉積工藝，在此不再贅述。
[0031]本發(fā)明的實(shí)施例中，所述硬掩膜層203的材料為氮化硅。為較好的保護(hù)第一初始鰭部和第二初始鰭部，所述硬掩膜層203的厚度為300埃-1000埃。
[0032]考慮到硬掩膜層203與半導(dǎo)體襯底200的結(jié)合性能有限，本發(fā)明的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底200和硬掩膜層203之間還可以形成有氧化層201，所述氧化層201的材料為氧化硅，其與半導(dǎo)體襯底200和硬掩膜層203的結(jié)合性能均較好。
[0033]需要說明的是，本發(fā)明的實(shí)施例中，為形成第一初始鰭部和第二初始鰭部，所述硬掩膜層203表面還形成有第一光刻膠層(未圖示)，所述第一光刻膠層定義出第一初始鰭部和第二初始鰭部。
[0034]請(qǐng)參考圖4，刻蝕部分硬掩膜層203 (如圖3所示)和部分厚度的半導(dǎo)體襯底200(如圖3所示)，在半導(dǎo)體襯底200的第一區(qū)域I形成第一初始鰭部205，在半導(dǎo)體襯底200的第二區(qū)域II形成第二初始鰭部206。
[0035]刻蝕部分硬掩膜層203和部分厚度的半導(dǎo)體襯底200時(shí)，以第一光刻膠層為掩膜進(jìn)行。本發(fā)明的實(shí)施例中，還包括:刻蝕氧化層201 (如圖3所示)?？涛g硬掩膜層203、氧化層201和半導(dǎo)體襯底200的工藝為干法刻蝕工藝，在此不再贅述。
[0036]由于第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的半導(dǎo)體襯底200、氧化層201和硬掩膜層203的材質(zhì)不存在區(qū)別，因此，形成的第一初始鰭部205和第二初始鰭部206的初始高度均相同。并且，刻蝕工藝結(jié)束后，所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206表面均還覆蓋有氧化層201a和硬掩膜層203a。
[0037]需要說明的是，本發(fā)明的實(shí)施例中，各鰭部的高度均指其頂部表面到半導(dǎo)體襯底的高度。例如，此時(shí)的初始高度為第一初始鰭部205、第二初始鰭部206的頂部表面到刻蝕后的半導(dǎo)體襯底200a表面的高度。[0038]需要說明的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，還包括:去除第一光刻膠層。所述去除第一光刻膠層的步驟可以在刻蝕形成硬掩膜層203a后的任一步驟進(jìn)行。在此不再贅述。
[0039]請(qǐng)參考圖5，形成覆蓋半導(dǎo)體襯底200a的絕緣層207，所述絕緣層207表面與硬掩膜層203a表面齊平。
[0040]所述絕緣層207后續(xù)用于作為淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI)，隔離相鄰區(qū)域的鰭部。所述絕緣層207的材料為氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。本發(fā)明的實(shí)施例中，為便于后續(xù)刻蝕絕緣層207時(shí)，不對(duì)硬掩膜層203和氧化層201造成過多的損壞，所述絕緣層207的材料為氧化硅。
[0041]所述絕緣層207的形成工藝為沉積工藝，例如化學(xué)氣相沉積工藝。由于采用沉積工藝形成絕緣層207的工藝已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。
[0042]請(qǐng)參考圖6，刻蝕部分厚度的絕緣層207 (如圖5所示)，使得第一初始鰭部205和第二初始鰭部206頂部表面均比刻蝕后的絕緣層207a表面高出第一高度d，即第一初始鰭部205和第二初始鰭部206具有相同的高度d。
[0043]所述刻蝕部分厚度的絕緣層207的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝。由于干法刻蝕絕緣層207的工藝，已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。
[0044]需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以:首先在半導(dǎo)體襯底200表面形成絕緣層207 ;然后刻蝕第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的絕緣層207，形成暴露出第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的半導(dǎo)體襯底200的開口 ；然后在所述開口內(nèi)形成第一初始鰭部205和第二初始鰭部206 ;最后再刻蝕絕緣層207形成絕緣層207a?；蛘弑景l(fā)明中還可以采用其他方法，只要能夠提供“包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的半導(dǎo)體襯底200，所述第一區(qū)域I的半導(dǎo)體襯底200表面形成有第一初始鰭部205，所述第二區(qū)域II的半導(dǎo)體襯底200表面形成有第二初始鰭部206，所述半導(dǎo)體襯底200表面還形成有絕緣層207a，所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206貫穿絕緣層207a厚度，且所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206均比所述絕緣層207a表面高出第一高度d”即可，在此不再贅述。
[0045]請(qǐng)參考圖7，形成第一保護(hù)層209，所述第一保護(hù)層209覆蓋所述第一初始鰭部205和第一區(qū)域I的絕緣層207a表面，但暴露出第二初始鰭部206和第二區(qū)域II的絕緣層207a表面。
[0046]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，要想在第二區(qū)域II形成高度相對(duì)較高的鰭部，可以在需要形成相對(duì)較小高度的第一區(qū)域I的半導(dǎo)體襯底200、第一初始鰭部205表面形成保護(hù)層209，后續(xù)只對(duì)第二區(qū)域II的半導(dǎo)體襯底200a進(jìn)一步刻蝕。所述第一保護(hù)層209用于保護(hù)后續(xù)刻蝕第二區(qū)域的絕緣層207a時(shí)第一初始鰭部205不受損壞。本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一保護(hù)層209的材料為光刻膠，采用曝光、顯影等工藝形成，在此不再贅述。
[0047]請(qǐng)參考圖8，以所述第一保護(hù)層209為掩膜，刻蝕第二區(qū)域II中部分厚度e的絕緣層207a(如圖7所示)，使得第二初始鰭部206比第一初始鰭部205高出指定高度e，此時(shí)所述第二初始鰭部206的頂部表面比絕緣層207b表面高出第二高度d+e。
[0048]所述刻蝕第二區(qū)域II中部分厚度e的絕緣層207a的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝。其中，刻蝕的絕緣層207a的厚度e，即指定高度e根據(jù)實(shí)際要求的形成的第一鰭部和第二鰭部之間的差值確定。例如，后續(xù)需要形成的第一鰭部為50納米，第二鰭部為60納米，那么此處需要刻蝕的絕緣層207a的厚度e為10納米。[0049]需要說明的是，本發(fā)明的實(shí)施例中，還包括:在刻蝕形成絕緣層207b后，去除所述第一保護(hù)層209。所述去除第一保護(hù)層209的工藝為灰化工藝，在此不再贅述。
[0050]請(qǐng)參考圖9，刻蝕第二區(qū)域II的絕緣層207b后，去除第一保護(hù)層，形成覆蓋所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206的第二保護(hù)層211。
[0051]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，第一初始鰭部205和第二初始鰭部206由刻蝕半導(dǎo)體襯底200后形成，雖然相鄰的第一初始鰭部205和第二初始鰭部206之間有絕緣層207b進(jìn)行隔離，但此種方法形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管中的鰭部與半導(dǎo)體襯底200a之間并未隔離，后續(xù)工作時(shí)容易產(chǎn)生漏電流，影響鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。因此，為進(jìn)一步提高形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能，減小其漏電流，后續(xù)會(huì)在鰭部和半導(dǎo)體襯底200a之間形成隔離層。
[0052]所述第二保護(hù)層211用于保護(hù)部分所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206，使其在后續(xù)形成隔離層時(shí)不被損壞。所述第二保護(hù)層211的形成步驟包括:采用沉積工藝形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底200a、硬掩膜層203a、第一初始鰭部205和第二初始鰭部206的第二保護(hù)薄膜；干法刻蝕半導(dǎo)體襯底200a、硬掩膜層203a表面的部分第二保護(hù)薄膜，形成第二保護(hù)層211，所述第二保護(hù)層211覆蓋半導(dǎo)體襯底200a上方的所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206的側(cè)壁。
[0053]所述第二保護(hù)層211的材料為氮化硅、氮氧化硅或氧化硅。本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第二保護(hù)層211的材料為氮化硅。
[0054]另外，考慮到第二保護(hù)層211的厚度a與其保護(hù)第一初始鰭部205和第二初始鰭部206的效果有關(guān)，所述第二保護(hù)層211的厚度a不能太薄，也不宜太厚。通常所述第二保護(hù)層211的厚度a為100埃-500埃。
[0055]請(qǐng)參考圖10，以所述第二保護(hù)層211為掩膜，繼續(xù)刻蝕所述絕緣層207b(如圖9所示)，使得所述第一初始鰭部205的頂部表面比絕緣層207c表面高出第三高度，所述第二初始鰭部206的頂部表面比絕緣層207c表面高出第四高度。
[0056]所述繼續(xù)刻蝕所述絕緣層207b的目的為:使得此次刻蝕工藝中暴露出的部分高度的第一初始鰭部205和第二初始鰭部206被氧化，形成隔離層。此次工藝步驟中刻蝕的絕緣層207b的厚度，略大于待形成的隔離層的厚度?？涛g所述絕緣層207b的工藝為干法刻蝕工藝，在此不再贅述。
[0057]所述第三高度等于前幾次在第一區(qū)域I刻蝕的絕緣層207 (如圖5所示)的厚度的總和，所述第三高度等于后續(xù)實(shí)際形成的第一鰭部與隔離層的厚度之和；所述第四高度等于前幾次在第二區(qū)域II刻蝕的絕緣層207的厚度的總和，也等于后續(xù)實(shí)際形成的第二鰭部與隔離層的厚度之后，所述第四高度比第三高度高出高度e。
[0058]需要說明的是，由于有第二保護(hù)層211、硬掩膜層203a的保護(hù)，所述第一初始鰭部205和第二初始鰭部206不會(huì)受到破壞。
[0059]請(qǐng)參考圖11，以所述第二保護(hù)層211和硬掩膜層203a為掩膜，向所述絕緣層207c表面的第一初始鰭部205、第二初始鰭部206注入氧離子。
[0060]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果直接通入氧氣，后續(xù)形成的隔離層的厚度不均勻，容易影響鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的質(zhì)量。經(jīng)過研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用離子注入的方式，向所述絕緣層207c表面的第一初始鰭部205、第二初始鰭部206注入氧離子時(shí)，通常后續(xù)形成的隔離層的厚度均勻一致，有利于形成性能優(yōu)越的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管。[0061]為便于注入，注入氧離子的方向與第一初始鰭部205、第二初始鰭部206的側(cè)壁呈一定角度α。本發(fā)明的實(shí)施例中，所述注入氧離子的方向與第一初始鰭部205、第二初始鰭部206的側(cè)壁呈15度-30度，注入的氧離子較多，利于后續(xù)形成一定厚度的隔離層。
[0062]需要說明的是，由于呈一定角度α注入氧離子，那么暴露出的第一初始鰭部205、第二初始鰭部206中，靠近第二保護(hù)層211的部分高度的第一初始鰭部205、第二初始鰭部206并沒有氧離子注入，所述部分高度可通過第二保護(hù)層211厚度a (如圖9所示)和所述注入氧離子的方向與第一初始鰭部205、第二初始鰭部206的側(cè)壁間的角度α計(jì)算得知，為aXctan ( α )。
[0063]本發(fā)明的實(shí)施例中，包括多次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，以半導(dǎo)體襯底的法線為旋轉(zhuǎn)軸，將晶圓(即半導(dǎo)體襯底200)沿同一方向旋轉(zhuǎn)10度-90度，再接著進(jìn)行下一次氧離子的注入，以使得第一初始鰭部205、第二初始鰭部206的各個(gè)方向都注入有氧離子。例如，每完成一次氧離子的注入，將晶圓以半導(dǎo)體襯底200的法線為旋轉(zhuǎn)軸，沿同一方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)90度，再接著進(jìn)行下一次氧離子的注入，之后繼續(xù)沿同一方向旋轉(zhuǎn)90度，依次類推，共進(jìn)行4次注入氧離子的步驟，直至第一初始鰭部205、第二初始鰭部206的各個(gè)方向均注入有氧離子為止。
[0064]請(qǐng)參考圖12，對(duì)注入了氧離子的第一初始鰭部205 (如圖11所述)、第二初始鰭部206 (如圖11所述)進(jìn)行退火處理，形成隔離層213、位于第一區(qū)域I的隔離層213表面的第一鰭部215以及位于第二區(qū)域II的隔離層213表面的第二鰭部217。
[0065]所述退火處理用于使前述工藝中注入到第一初始鰭部205、第二初始鰭部206內(nèi)的氧離子均勻擴(kuò)散，并與第一初始鰭部205、第二初始鰭部206發(fā)生反應(yīng)，形成隔離層213。所述退火處理的工藝參數(shù)范圍包括:退火溫度為600攝氏度-1000攝氏度，退火時(shí)間為30分鐘-90分鐘等。采用上述工藝參數(shù)范圍退火后形成的隔離層213的質(zhì)量好。
[0066]所述隔離層213的厚度大小與減小鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流的效果有關(guān)，如果所述隔離層213太薄，減小漏電流的效果不明顯；如果所述隔離層213太厚，則形成的第一鰭部215和第二鰭部217的高度受到限制。為綜合各個(gè)方面的影響，本發(fā)明的實(shí)施例中，所述隔離層213的厚度為1500埃-3000埃。
[0067]本發(fā)明的實(shí)施例中，經(jīng)過上述步驟后，所述具有不同高度的第一鰭部215和第二鰭部217制作完成。其中，第一鰭部215的高度(即其頂部表面到絕緣層207c表面的距離)為d+aXctan ( α );所述第二鰭部217的高度為d+e+aXctan ( α )。所述第二鰭部217比第一鰭部215高出指定高度e。并且，由于第一鰭部215和半導(dǎo)體襯底200a、第二鰭部217和半導(dǎo)體襯底200a之間均形成有厚度均一的隔離層213，后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流小，鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能優(yōu)越。
[0068]請(qǐng)參考圖13，去除第二保護(hù)層211 (如圖12所示)、硬掩膜層203a (如圖12所示)，暴露出第一鰭部215和第二鰭部217。
[0069]所述去除第二保護(hù)層211、硬掩膜層203a，以利于后續(xù)形成橫跨所述第一鰭部215、第二鰭部217的頂部和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，以及位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一鰭部215、第二鰭部217內(nèi)的源/漏區(qū)。所述去除第二保護(hù)層211、硬掩膜層203a的工藝為常用的濕法刻蝕工藝，在此不在贅述。
[0070]需要說明的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，還可以形成更多個(gè)區(qū)域，仿照上述方法形成具有更多不同高度的鰭部，例如，將半導(dǎo)體襯底劃分為三個(gè)區(qū)域，首先覆蓋需要形成相對(duì)較小高度鰭部的兩個(gè)區(qū)域，對(duì)需要形成最高鰭部的區(qū)域的絕緣層進(jìn)行刻蝕，然后再覆蓋需要形成最小高度鰭部的區(qū)域，對(duì)需要形成相對(duì)較高鰭部的兩個(gè)區(qū)域的絕緣層進(jìn)行刻蝕，最后再在各區(qū)域形成隔離層。在此不再贅述。
[0071]上述步驟完成后，本發(fā)明實(shí)施例的形成不同高度的多個(gè)鰭部的制作完成。
[0072]綜上，本發(fā)明實(shí)施例中，首先以第一保護(hù)層為掩膜，刻蝕第二區(qū)域中部分厚度的絕緣層，使得第二初始鰭部比第一初始鰭部高出指定高度，所述指定高度即奠定了后續(xù)形成的第二鰭部和第一鰭部之間的高度差。并且，后續(xù)形成覆蓋所述第一初始鰭部和第二初始鰭部的第二保護(hù)層，以所述第二保護(hù)層為掩膜，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子，并退火，形成隔離層、第一鰭部和第二鰭部。本發(fā)明實(shí)施例的方法不僅使第一鰭部和第二鰭部具有不同的高度，而且由于形成了隔離層，有效減小了后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流，形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能優(yōu)越。
[0073]進(jìn)一步的，通過多次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，以半導(dǎo)體襯底的法線為旋轉(zhuǎn)軸，將半導(dǎo)體襯底沿同一方向旋轉(zhuǎn)10度-90度，使得氧離子注入到第一初始鰭部和第二初始鰭部的各個(gè)側(cè)面，形成的隔離層的質(zhì)量好，厚度均一，進(jìn)一步減小了后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的漏電流，鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能進(jìn)一步得到提高。
[0074]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(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】
1.一種形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，包括: 提供包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，所述第一區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面形成有第一初始鰭部，所述第二區(qū)域的半導(dǎo)體襯底表面形成有第二初始鰭部，所述半導(dǎo)體襯底表面還形成有絕緣層，所述第一初始鰭部和第二初始鰭部貫穿絕緣層厚度，且兩者高度相同； 形成第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層覆蓋所述第一初始鰭部和第一區(qū)域的絕緣層表面，但暴露出第二區(qū)域的絕緣層表面； 以所述第一保護(hù)層為掩膜，刻蝕第二區(qū)域中部分厚度的絕緣層，使得第二初始鰭部比第一初始鰭部高出指定高度； 刻蝕第二區(qū)域的絕緣層后，去除第一保護(hù)層，并形成覆蓋所述第一初始鰭部和第二初始鰭部的第二保護(hù)層； 以所述第二保護(hù)層為掩膜，刻蝕所述絕緣層，并以所述第二保護(hù)層為掩膜，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子； 對(duì)注入了氧離子的第一初始鰭部、第二初始鰭部進(jìn)行退火處理，形成隔離層、位于第一區(qū)域的隔離層表面的第一鰭部以及位于第二區(qū)域的隔離層表面的第二鰭部，所述第二鰭部比第一鰭部高出所述指定高度。
2.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子時(shí)，所述注入氧離子的方向與第一初始鰭部、第二初始鰭部的側(cè)壁呈15度-30度的角。
3.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，向暴露出的第一初始鰭部和第二初始鰭部?jī)?nèi)注入氧離子時(shí)，包括多次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，以半導(dǎo)體襯底的法線為旋轉(zhuǎn)軸，將半導(dǎo)體襯底沿同一方向旋轉(zhuǎn)10度-90度。
4.如權(quán)利要求3所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，共包括4次注入氧離子的步驟，且每注入完成一次，將半導(dǎo)體襯底在水平面沿同一方向旋轉(zhuǎn)90度。
5.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，所述退火處理的工藝參數(shù)為:退火溫度為600攝氏度-1000攝氏度，退火時(shí)間為30分鐘-90分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，所述隔離層的材料為氧化硅，其厚度為1500埃-3000埃。
7.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，還包括:形成覆蓋所述第一初始鰭部、第二初始鰭部的硬掩膜層，所述第一保護(hù)層覆蓋第一區(qū)域的硬掩膜層表面。
8.如權(quán)利要求7所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，還包括:形成位于所述第一初始鰭部和硬掩膜層之間、以及第二初始鰭部和硬掩膜層之間的氧化層。
9.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，所述第二保護(hù)層的厚度為100埃-500埃。
10.如權(quán)利要求1所述的形成不同高度的多個(gè)鰭部的方法，其特征在于，所述第一保護(hù)層的材料為光刻膠，第二保護(hù)層的材料為氮化硅、氮氧化硅或氧化硅。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK103715142SQ201210379986
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】鄧浩 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司