本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)遵循摩爾定律的發(fā)展趨勢(shì)不斷減小。為了適應(yīng)工藝節(jié)點(diǎn)的減小，不得不不斷縮短mosfet場(chǎng)效應(yīng)管的溝道長(zhǎng)度。溝道長(zhǎng)度的縮短具有增加芯片的管芯密度，增加mosfet場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)速度等好處。

然而，隨著器件溝道長(zhǎng)度的縮短，器件源極與漏極間的距離也隨之縮短，這樣一來(lái)柵極對(duì)溝道的控制能力變差，使得亞閾值漏電(subthresholdleakage)現(xiàn)象，即所謂的短溝道效應(yīng)(sce：short-channeleffects)更容易發(fā)生。

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(kāi)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(guò)渡，如鰭式場(chǎng)效應(yīng)管(finfet)。finfet中，柵極至少可以從兩側(cè)對(duì)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(duì)溝道的控制能力，能夠很好的抑制短溝道效應(yīng)；且finfet相對(duì)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。

現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制作工藝中，由于應(yīng)力可以改變硅材料的能隙和載流子遷移率，因此通過(guò)應(yīng)力來(lái)提高mos晶體管的性能成為越來(lái)越常用的手段。具體地，通過(guò)適當(dāng)控制應(yīng)力，可以提高載流子(nmos晶體管中的電子，pmos晶體管中的空穴)遷移率，進(jìn)而提高驅(qū)動(dòng)電流，以此極大地提高mos晶體管的性能。

目前，采用嵌入式鍺硅(embeddedsige)技術(shù)，即在需要形成源區(qū)和漏區(qū)的區(qū)域先形成鍺硅材料，然后再進(jìn)行摻雜形成pmos晶體管的源區(qū)和漏區(qū)；形成所述鍺硅材料是為了引入硅和鍺硅(sige)之間晶格失配形成的壓應(yīng)力， 以提高pmos晶體管的性能。采用嵌入式碳硅(embeddedsic)技術(shù)，即在需要形成源區(qū)和漏區(qū)的區(qū)域先形成碳硅材料，然后再進(jìn)行摻雜形成nmos晶體管的源區(qū)和漏區(qū)；形成所述碳硅材料是為了引入硅和碳硅之間晶格失配形成的拉應(yīng)力，以提高nmos晶體管的性能。

然而，為了提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的應(yīng)力作用，現(xiàn)有技術(shù)形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，在提高溝道區(qū)應(yīng)力作用的同時(shí)，簡(jiǎn)化工藝步驟。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述襯底表面形成有若干分立的鰭部，所述襯底表面還形成有覆蓋鰭部側(cè)壁表面的隔離層，且所述隔離層頂部低于鰭部頂部，所述第一區(qū)域隔離層表面形成有橫跨所述第一區(qū)域鰭部的第一柵極結(jié)構(gòu)，所述第一柵極結(jié)構(gòu)覆蓋第一區(qū)域鰭部的部分頂部和側(cè)壁表面，所述第二區(qū)域隔離層表面形成有橫跨所述第二區(qū)域鰭部的第二柵極結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)覆蓋第二區(qū)域鰭部的部分頂部和側(cè)壁表面；形成覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)表面、第二柵極結(jié)構(gòu)表面、鰭部表面以及隔離層表面的掩膜側(cè)墻掩膜層；回刻蝕所述掩膜側(cè)墻掩膜層，形成覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面、第二柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的掩膜側(cè)墻，所述掩膜側(cè)墻還覆蓋第一區(qū)域鰭部側(cè)壁表面以及第二區(qū)域鰭部側(cè)壁表面；刻蝕去除位于第一柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一區(qū)域的部分厚度鰭部，在所述第一區(qū)域形成第一凹槽，同時(shí)還刻蝕去除位于第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第二區(qū)域的部分厚度鰭部，在所述第二區(qū)域形成第二凹槽；形成填充滿所述第一凹槽以及第二凹槽的本征層，所述本征層頂部高于位于鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻頂部；對(duì)所述第一凹槽的本征層進(jìn)行第一摻雜處理，形成第一源漏區(qū)；對(duì)所述第二凹槽的本征層進(jìn)行第二摻雜處理，形成第二源漏區(qū)。

可選的，所述第一區(qū)域的本征層適于向第一區(qū)域的溝道區(qū)提供應(yīng)力作用；所述第二區(qū)域的本征層適于向第二區(qū)域的溝道區(qū)提供應(yīng)力作用。

可選的，所述本征層的材料為硅或鍺。

可選的，采用選擇性外延工藝，形成所述本征層。

可選的，所述第一區(qū)域的襯底內(nèi)形成有第一阱區(qū)；所述第二區(qū)域的襯底內(nèi)形成有第二阱區(qū)。

可選的，所述第一區(qū)域的鰭部包括：位于襯底表面的第一超陡逆行阱層、以及位于第一超陡逆行阱層表面的第一溝道層；所述第二區(qū)域的鰭部包括：位于襯底表面的第二超陡逆行阱層、以及位于第二超陡逆行阱層表面的第二溝道層。

可選的，所述第一超陡逆行層的頂部低于隔離層頂部或與隔離層頂部齊平；所述第二超陡逆行阱層的頂部低于隔離層頂部或與隔離層頂部齊平。

可選的，所述第一超陡逆行阱層的摻雜類型與第一阱區(qū)的摻雜類型相同，且所述第一超陡逆行阱層的摻雜離子濃度大于第一阱區(qū)的摻雜離子濃度；所述第二超陡逆行阱層的摻雜類型與第二阱區(qū)的摻雜類型相同，且所述第二超陡逆行阱層的摻雜離子濃度大于第二阱區(qū)的摻雜離子濃度。

可選的，所述第一區(qū)域?yàn)閜mos區(qū)域，所述第一超陡逆行阱層的摻雜離子為n型離子；所述第二區(qū)域?yàn)閚mos區(qū)域，所述第二超陡逆行阱層的摻雜離子為p型離子。

可選的，所述第一超陡逆行阱層的材料為摻雜有磷離子的硅；所述第二超陡逆行阱層的材料為摻雜有硼離子的硅。

可選的，所述第一溝道層的材料為鍺化硅、砷化鎵、鎵化銦或碳化硅；所述第二溝道層的材料為鍺化硅、砷化鎵、鎵化銦或碳化硅。

可選的，所述鰭部以及隔離層的形成步驟包括：提供襯底以及位于襯底表面的若干分立的初始鰭部；形成覆蓋所述襯底表面以及初始鰭部側(cè)壁表面的隔離膜；刻蝕去除所述初始鰭部，在所述第一區(qū)域的隔離膜內(nèi)形成第一溝槽，在所述第二區(qū)域的隔離膜內(nèi)形成第二溝槽；依次在所述第一溝槽底部表面形成第一超陡逆行阱層以及位于第一超陡逆行阱層頂部表面的第一溝道層，所述第一超陡逆行阱層和第一溝道層填充滿所述第一溝槽；依次在所述 第二溝槽底部表面形成第二超陡逆行阱層以及位于第二超陡逆行阱層頂部表面的第二溝道層，所述第二超陡逆行阱層和第二溝道層填充滿所述第二溝槽；去除部分厚度的隔離膜，形成所述隔離層，所述隔離層頂部高于第一超陡逆行阱層頂部以及第二超陡逆行阱層頂部，且暴露出所述第一溝道層側(cè)壁表面和第二溝道層側(cè)壁表面。

可選的，采用選擇性外延工藝形成所述第一超陡逆行阱層、第一溝道層、第二超陡逆行阱層以及第二溝道層。

可選的，先形成所述第一超陡逆行阱層以及第一溝道層，后形成所述第二超陡逆行阱層以及第二溝道層；在形成所述第一超陡逆行阱層之前，在所述第二溝槽內(nèi)填充滿外延阻擋層；在形成所述第一溝道層之后，去除所述外延阻擋層。

可選的，所述外延阻擋層的材料為光刻膠材料。

可選的，所述襯底和初始鰭部的形成工藝步驟包括：提供初始襯底，所述初始襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；對(duì)所述第一區(qū)域的初始襯底進(jìn)行第一阱區(qū)摻雜，在所述第一區(qū)域初始襯底表面形成第一阱區(qū)；對(duì)所述第二區(qū)域的初始襯底進(jìn)行第二阱區(qū)摻雜，在所述第二區(qū)域初始襯底表面形成第二阱區(qū)；圖形化所述初始襯底，形成襯底以及位于襯底表面的若干分立的初始鰭部。

可選的，所述鰭部為單層結(jié)構(gòu)，所述鰭部的材料與襯底的材料相同。

可選的，所述掩膜側(cè)墻的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一種或多種。

可選的，在進(jìn)行所述第一摻雜處理和第二摻雜處理之后，對(duì)所述第一源漏區(qū)和第二源漏區(qū)進(jìn)行退火處理。

可選的，所述第一柵極結(jié)構(gòu)為偽柵結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)為偽柵結(jié)構(gòu)；在形成所述第一源漏區(qū)和第二源漏區(qū)之后，還包括步驟：形成覆蓋所述隔離層表面、第一源漏區(qū)表面、第二源漏區(qū)表面、第一柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面以及第二柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的層間介質(zhì)層；刻蝕去除所述第一柵極結(jié)構(gòu)和第二柵極結(jié)構(gòu)，在所述第一區(qū)域的層間介質(zhì)層內(nèi)形成第一開(kāi)口，在所述第二區(qū)域的層間介質(zhì)層內(nèi)形成第二開(kāi)口；形成填充滿所述第一開(kāi)口的第一實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)； 形成填充滿所述第二開(kāi)口的第二實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)。

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)：

本發(fā)明提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法的技術(shù)方案中，形成覆蓋第一柵極結(jié)構(gòu)表面、第二柵極結(jié)構(gòu)表面、鰭部表面以及隔離層表面的掩膜層后，回刻蝕所述掩膜層，形成覆蓋第一柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面、第二柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的掩膜側(cè)墻，所述掩膜側(cè)墻還覆蓋第一區(qū)域鰭部側(cè)壁表面以及第二區(qū)域鰭部側(cè)壁表面；刻蝕去除第一區(qū)域的部分厚度的鰭部，在第一區(qū)域形成第一凹槽，同時(shí)還刻蝕去除第二區(qū)域的部分厚度的鰭部，在第二區(qū)域形成第二凹槽；接著，形成填充滿所述第一凹槽和第二凹槽的本征層，所述本征層頂部高于位于鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻頂部；對(duì)所述第一凹槽的本征層進(jìn)行第一摻雜處理，形成第一源漏區(qū)；對(duì)所述第二凹槽的本征層進(jìn)行第二摻雜處理，形成第二源漏區(qū)。本發(fā)明中，形成的本征層對(duì)第一區(qū)域溝道區(qū)施加應(yīng)力作用，本征層還對(duì)第二區(qū)域溝道區(qū)施加應(yīng)力作用，且僅采用一道形成掩膜層的工藝以及回刻蝕掩膜層形成掩膜側(cè)墻的工藝，能夠完成形成第一凹槽、第二凹槽以及本征層的工藝步驟，因此本發(fā)明提供的技術(shù)方案簡(jiǎn)化了工藝步驟，節(jié)約了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期。

進(jìn)一步，本發(fā)明中第一區(qū)域的鰭部包括位于襯底表面的第一超陡逆行阱層以及位于超陡逆行阱層表面的第一溝道層，所述第一超陡逆行阱層能夠與第一區(qū)域襯底內(nèi)第一阱區(qū)構(gòu)成超陡逆行阱結(jié)構(gòu)，防止第一源漏區(qū)之間的穿通，進(jìn)一步改善鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。同樣的，第二超陡逆行阱層能夠與第二區(qū)域襯底內(nèi)的第二阱區(qū)構(gòu)成超陡逆行阱結(jié)構(gòu)，防止第二源漏區(qū)之間的穿通。

附圖說(shuō)明

圖1至圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，為了提高現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝步驟復(fù)雜。

在一實(shí)施例中，鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝包括以下步驟：提供襯底以及 位于襯底表面的分立的鰭部，所述襯底包括pmos區(qū)域和nmos區(qū)域，所述襯底表面形成有覆蓋鰭部部分側(cè)壁表面的隔離層，pmos區(qū)域隔離層表面形成有橫跨鰭部的第一柵極結(jié)構(gòu)，所述第一柵極結(jié)構(gòu)覆蓋pmos區(qū)域鰭部的部分頂部和側(cè)壁，nmos區(qū)域隔離層表面形成有橫跨鰭部的第二柵極結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)覆蓋nmso區(qū)域鰭部的部分頂部和側(cè)壁；在pmos區(qū)域形成第一掩膜層；刻蝕位于nmos區(qū)域的部分厚度的鰭部，在nmos區(qū)域鰭部?jī)?nèi)形成第一凹槽；形成填充滿所述第一凹槽的第一應(yīng)力層；去除所述第一掩膜層；在nmos區(qū)域形成第二掩膜層，所述第二掩膜層覆蓋第一應(yīng)力層表面；刻蝕位于pmos區(qū)域的部分厚度的鰭部，在pmos區(qū)域鰭部?jī)?nèi)形成第二凹槽；形成填充滿所述第二凹槽的第二應(yīng)力層；去除所述第二掩膜層。

所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝過(guò)程中，經(jīng)歷了形成第一掩膜層、去除第一掩膜層、形成第二掩膜層以及去除第二掩膜層的工藝步驟，并且，形成第一掩膜層通常還包括沉積以及刻蝕步驟，形成第二掩膜層還包括沉積步驟以及刻蝕步驟，使得鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括：形成覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)表面、第二柵極結(jié)構(gòu)表面、鰭部表面以及隔離層表面的掩膜側(cè)墻掩膜層；回刻蝕所述掩膜側(cè)墻掩膜層，形成覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面、第二柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的掩膜側(cè)墻，所述掩膜側(cè)墻還覆蓋第一區(qū)域鰭部側(cè)壁表面以及第二區(qū)域鰭部側(cè)壁表面；刻蝕去除位于第一柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第一區(qū)域的部分厚度鰭部，在所述第一區(qū)域形成第一凹槽，同時(shí)還刻蝕去除位于第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第二區(qū)域的部分厚度鰭部，在所述第二區(qū)域形成第二凹槽；形成填充滿所述第一凹槽以及第二凹槽的本征層，所述本征層頂部高于位于鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻頂部；對(duì)所述第一凹槽的本征層進(jìn)行第一摻雜處理，形成第一源漏區(qū)；對(duì)所述第二凹槽的本征層進(jìn)行第二摻雜處理，形成第二源漏區(qū)。

本發(fā)明同時(shí)形成第一凹槽以及第二凹槽，且同時(shí)形成填充滿第一凹槽和第二凹槽的本征層，因此僅需采用一道形成掩膜層的工藝以及形成掩膜側(cè)墻的工藝，能夠完成形成第一凹槽、第二凹槽以及本征層的工藝步驟，簡(jiǎn)化了工藝步驟，提高了生產(chǎn)效率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1至圖16為本發(fā)明一實(shí)施例提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖1，提供初始襯底100，所述初始襯底100包括第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii。

所述初始襯底100為形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管提供工藝平臺(tái)，后續(xù)對(duì)所述初始襯底100進(jìn)行刻蝕形成襯底以及位于襯底表面的分立的鰭部。所述初始襯底100的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵。本實(shí)施例中，所述初始襯底100的材料為硅。

所述第一區(qū)域i為pmos區(qū)域或nmos區(qū)域，所述第二區(qū)域ii為pmos區(qū)域或nmos區(qū)域，所述第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii的區(qū)域類型不同。本實(shí)施例中，以所述第一區(qū)域i為pmos區(qū)域，第二區(qū)域ii為nmos區(qū)域?yàn)槔?，所述第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii為相鄰的區(qū)域。在其他實(shí)施例中，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域還可以相隔。

繼續(xù)參考圖1，對(duì)所述第二區(qū)域ii初始襯底100進(jìn)行第二阱區(qū)摻雜，在所述第二區(qū)域ii初始襯底100內(nèi)形成第二阱區(qū)(未圖示)。

具體的，在所述第一區(qū)域i初始襯底100表面形成第一光刻膠層10；以所述第一光刻膠層10為掩膜，對(duì)所述第二區(qū)域ii初始襯底100進(jìn)行離子注入工藝；去除所述第一光刻膠層10。

本實(shí)施例中，所述第二區(qū)域ii為nmos區(qū)域，所述第二阱區(qū)摻雜的摻雜離子為p型離子，例如為b、ga或in。

參考圖2，對(duì)所述第一區(qū)域i初始襯底100進(jìn)行第一阱區(qū)摻雜，在所述第一區(qū)域i初始襯底100內(nèi)形成第一阱區(qū)(未圖示)。

具體的，在所述第二區(qū)域ii初始襯底100表面形成第二光刻膠層20；以所述第二光刻膠層20為掩膜，對(duì)所述第一區(qū)域i初始襯底100進(jìn)行離子注入工藝；去除所述第二光刻膠層20。

本實(shí)施例中，所述第一區(qū)域i為pmos區(qū)域，所述第一阱區(qū)摻雜的摻雜離子為n型離子，例如為p、as或sb。

參考圖3，刻蝕所述初始襯底100(參考圖2)，形成襯底101以及位于襯底101表面分立的初始鰭部102，其中，所述襯底101包括第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii。

所述襯底101的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦。本實(shí)施例中，所述襯底101為硅襯底。

所述初始鰭部102的材料與襯底101的材料相同；所述初始鰭部102的材料包括硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦。本實(shí)施例中，所述初始鰭部102的材料為硅。

本實(shí)施例中，形成所述襯底101、初始鰭部102的工藝步驟包括：在所述初始襯底100表面形成圖形化的硬掩膜層103；以所述硬掩膜層103為掩膜刻蝕所述初始襯底100，刻蝕后的初始襯底100作為襯底101，位于襯底101表面的凸起作為初始鰭部102。本實(shí)施例中，所述初始鰭部102頂部尺寸與底部尺寸相同，在其他實(shí)施例中，所述初始鰭部頂部尺寸還能夠小于底部尺寸。

在一個(gè)實(shí)施例中，形成所述硬掩膜層103的工藝步驟包括：首先在初始襯底100表面形成初始硬掩膜；在所述初始硬掩膜表面形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述初始硬掩膜，在初始襯底100表面形成硬掩膜層103；去除所述圖形化的光刻膠層。在其他實(shí)施例中，所述硬掩膜層的形成工藝還能夠包括：自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化(sadp，self-aligneddoublepatterned)工藝、自對(duì)準(zhǔn)三重圖形化(self-alignedtriplepatterned)工藝、或自對(duì)準(zhǔn)四重圖形化(self-aligneddoubledoublepatterned)工藝。所述雙重圖形化工藝包括lele(litho-etch-litho-etch)工藝或lle(litho-litho-etch)工藝。

參考圖4，形成覆蓋所述襯底101表面以及初始鰭部102側(cè)壁表面的隔離膜104。

所述隔離膜104用于后續(xù)形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的隔離結(jié)構(gòu)。所述隔離膜104的材料與硬掩膜層103的材料不同。所述隔離膜104的材料為氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅、碳氮化硅或碳氮氧化硅。本實(shí)施例中，所述隔離膜104的材料為氧化硅。

本實(shí)施例中，所述隔離膜104頂部與硬掩膜層104的頂部齊平，所述隔離膜104除覆蓋初始鰭部102側(cè)壁外還覆蓋硬掩膜層103側(cè)壁。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，形成所述隔離膜104的工藝步驟包括：采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝，在所述襯底101表面形成前驅(qū)材料層，所述前驅(qū)材料層頂部高于硬掩膜層103頂部；對(duì)所述前驅(qū)材料層進(jìn)行退火固化處理，將前驅(qū)材料層轉(zhuǎn)化為初始隔離膜，所述初始隔離膜頂部高于硬掩膜層103頂部；研磨去除高于所述硬掩膜層103頂部的初始隔離膜，形成所述隔離膜104。

參考圖5，去除所述硬掩膜層103(參考圖4)；去除所述初始鰭部102(參考圖4)，在所述第一區(qū)域i隔離膜104內(nèi)形成第一溝槽105，在所述第二區(qū)域ii隔離膜104內(nèi)形成第二溝槽106。

本實(shí)施例中，所述硬掩膜層103的材料為氮化硅，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除所述硬掩膜層103，所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為磷酸溶液。

采用干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝，刻蝕去除所述初始鰭部102。

刻蝕去除所述初始鰭部102的作用在于：一方面，由于初始鰭部102經(jīng)歷了前述第一阱區(qū)形成工藝和第二阱區(qū)形成工藝，造成初始鰭部102會(huì)經(jīng)歷一定程度的晶格損傷，因此，去除初始鰭部102后續(xù)重新形成晶格損傷小或未經(jīng)歷晶格損傷的鰭部，有利于提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。另一方面，后續(xù)能夠形成包括超陡逆行阱層和溝道層的鰭部，使得重新形成的鰭部發(fā)揮的電學(xué)性能比初始鰭部102發(fā)揮的電學(xué)性能更強(qiáng)。

參考圖6，依次在所述第一溝槽105(參考圖5)底部表面形成第一超陡逆行阱層115以及位于第一超陡逆行阱層115頂部表面的第一溝道層125。

所述第一超陡逆行阱層115和第一溝道層125填充滿所述第一溝槽105。本實(shí)施例中，采用選擇性外延工藝形成所述第一超陡逆行阱層115以及第一溝道層125。

所述第一超陡逆行阱層115的摻雜類型與第一阱區(qū)的摻雜類型相同，且 所述第一超陡逆行阱層115的摻雜離子濃度大于第一阱區(qū)的摻雜離子濃度。所述第一超陡逆行阱層115能夠很好的防止后續(xù)在第一區(qū)域i形成的第一源漏區(qū)之間的穿通，且阻止襯底100內(nèi)的摻雜劑擴(kuò)散至第一溝道層125內(nèi)，使得整個(gè)第一溝道層125高度內(nèi)具有均勻的閾值且避免閾值電壓發(fā)生波動(dòng)。

所述第一阱區(qū)的摻雜類型為n型摻雜，相應(yīng)的，所述第一超陡逆行阱層115的摻雜類型為n型離子，摻雜離子為磷、砷或銻。

本實(shí)施例中，所述第一超陡逆行阱層115的材料為摻雜有磷離子的硅。

所述第一溝道層125的材料為鍺化硅、砷化鎵、鎵化銦或碳化硅。本實(shí)施例中，所述第一溝道層125的材料為鍺化硅，本實(shí)施例提供的第一溝道層115中的載流子遷移率比材料為硅的第一溝道層內(nèi)的載流子遷移率更高。并且，前述形成第一阱區(qū)的工藝未對(duì)第一溝道層125造成不良影響，使得所述第一溝道層125具有良好的晶格質(zhì)量。

需要說(shuō)明的是，在形成所述第一超陡逆行阱層115之前，還在所述第二溝槽106內(nèi)填充滿外延阻擋層，所述外延阻擋層適于防止在第二溝槽106內(nèi)進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝，所述外延阻擋層的材料能夠?yàn)楣饪棠z材料。在后續(xù)形成第二超陡逆行阱層和第二溝道層之前，去除所述外延阻擋層。

本實(shí)施例中，以所述第一溝道層125的頂部與隔離膜104的頂部齊平為例，在其他實(shí)施例中，所述第一溝道層的頂部還能夠高于隔離膜的頂部，后續(xù)在形成第二溝道層后，對(duì)高于隔離膜頂部的第二溝道層和第一溝道層進(jìn)行平坦化處理，去除高于隔離膜頂部的第二溝道層和第一溝道層。

參考圖7，依次在所述第二溝槽106(參考圖6)底部表面形成第二超陡逆行阱層116以及位于第二超陡逆行阱層116頂部表面的第二溝道層126。

所述第二超陡逆行阱層116和第二溝道層126填充滿所述第二溝槽106。本實(shí)施例中，采用選擇性外延工藝型所述第二超陡逆行阱層116以及第二溝道層126。

所述第二超陡逆行阱層126的摻雜類型與第二阱區(qū)的摻雜類型相同，且所述第二超陡逆行阱層126的摻雜離子濃度大于第二阱區(qū)的摻雜離子濃度。所述第二超陡逆行阱層126能夠很好的防止后續(xù)在第二區(qū)域ii形成的第二源 漏區(qū)之間的穿通，且阻止襯底100內(nèi)的摻雜劑擴(kuò)散至第二溝道層126內(nèi)，使得整個(gè)第二溝道層126高度內(nèi)具有均勻的閾值且避免閾值電壓發(fā)生波動(dòng)。

所述第二阱區(qū)的摻雜類型為p型摻雜，相應(yīng)的，所述第二超陡逆行阱層116的摻雜離子為p型離子，摻雜離子為硼、鎵或銦。

本實(shí)施例中，所述第二超陡逆行阱層116的材料為摻雜有硼離子的硅。

所述第二溝道層126的材料為鍺化硅、砷化鎵、鎵化銦或碳化硅。本實(shí)施例中，所述第二溝道層126的材料為鍺化硅，本實(shí)施例提供的第二溝道層126中的載流子遷移率比材料為硅的第二溝道層內(nèi)的載流子遷移率更高。并且，前述形成第二阱區(qū)的工藝未對(duì)第二溝道層126造成不良影響，使得所述第二溝道層126具有良好的晶格質(zhì)量。

本實(shí)施例中，還包括步驟：采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，研磨去除高于隔離膜104頂部的第一溝道層125和第二溝道層126。

還需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，所述襯底101表面形成有若干分立的鰭部，其中，第一區(qū)域i的鰭部包括第一超陡逆行阱層115以及位于第一超陡逆行阱層115頂部表面的第一溝道層125，第二區(qū)域ii的鰭部包括第二超陡逆行阱層116以及位于第二超陡逆行阱層116頂部表面的第二溝道層126。

在其他實(shí)施例中，前述形成的初始鰭部作為襯底表面的若干分立的鰭部，所述鰭部為單層結(jié)構(gòu)，所述鰭部的材料與襯底的材料相同。

參考圖8，去除部分厚度的隔離膜104，形成位于襯底101表面且覆蓋鰭部側(cè)壁表面的隔離層107，所述隔離層107頂部低于鰭部頂部。

本實(shí)施例中，所述隔離層107頂部高于第一超陡逆行阱層115頂部以及第二超陡逆行阱層116頂部，且暴露出所述第一溝道層125側(cè)壁表面和第二溝道層126側(cè)壁表面。

所述隔離層107用于形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的隔離結(jié)構(gòu)。所述隔離層107的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅；本實(shí)施例中，所述隔離層107的材料為氧化硅，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除部分厚度的隔離膜104，濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為氫氟酸溶液。

在其他實(shí)施例中，所述隔離層頂部與第一超陡逆行阱層頂部齊平，所述隔離層頂部與第二超陡逆行阱層頂部齊平。

參考圖9，在所述第一區(qū)域i隔離層107表面形成橫跨所述第一區(qū)域i鰭部的第一柵極結(jié)構(gòu)135，所述第一柵極結(jié)構(gòu)135覆蓋第一區(qū)域i鰭部的部分頂部和側(cè)壁表面；在所述第二區(qū)域ii隔離層107表面形成橫跨所述第二區(qū)域ii鰭部的第二柵極結(jié)構(gòu)136，所述第二柵極結(jié)構(gòu)136覆蓋第二區(qū)域ii鰭部的部分頂部和側(cè)壁表面。

本實(shí)施例中，所述第一柵極結(jié)構(gòu)135橫跨所述第一溝道層125，所述第二柵極結(jié)構(gòu)136橫跨所述第二溝道層126。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一柵極結(jié)構(gòu)135和第二柵極結(jié)構(gòu)136為偽柵結(jié)構(gòu)(dummygate)，在后續(xù)會(huì)去除所述第一柵極結(jié)構(gòu)135和第二柵極結(jié)構(gòu)136，在所述第一柵極結(jié)構(gòu)135和第二柵極結(jié)構(gòu)136所在的位置重新形成半導(dǎo)體器件的實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)。所述偽柵結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，所述偽柵結(jié)構(gòu)包括偽柵層，或者所述偽柵結(jié)構(gòu)包括偽氧化層以及位于偽氧化層表面的偽柵層，其中，偽柵層的材料為多晶硅或無(wú)定形碳，所述偽氧化層的材料為氧化硅或氮氧化硅。

在另一實(shí)施例中，所述第一柵極結(jié)構(gòu)135和第二柵極結(jié)構(gòu)136還能夠?yàn)榘雽?dǎo)體器件的實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)，所述實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層，其中，柵介質(zhì)層的材料為氧化硅或高k柵介質(zhì)材料，所述柵電極層的材料為多晶硅或金屬材料，所述金屬材料包括ti、ta、tin、tan、tial、tialn、cu、al、w、ag或au中的一種或多種。

參考圖10，形成覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)135(參考圖9)表面、第二柵極結(jié)構(gòu)136(參考圖9)表面、鰭部表面以及隔離層107表面的掩膜層108。

需要說(shuō)明的是，圖10和圖9為沿不同切割線切割的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，且圖10和圖9的切割線方向相互平行。

所述掩膜層108為后續(xù)形成覆蓋第一柵極結(jié)構(gòu)135側(cè)壁、第二柵極結(jié)構(gòu)136側(cè)壁以及鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻提供工藝基礎(chǔ)。本實(shí)施例中，所述掩膜層108覆蓋在第一溝道層125頂部和側(cè)壁表面，還覆蓋在第二溝道層126頂部和 側(cè)壁表面。

所述掩膜層108的材料與第一溝道層125的材料不同，與第二溝道層126的材料也不同，使得后續(xù)回刻蝕所述掩膜層108的工藝對(duì)掩膜層108和第一溝道層125有較高的刻蝕選擇比，回刻蝕掩膜層108的工藝對(duì)掩膜層108和第二溝道層126具有較高的刻蝕選擇比，避免對(duì)第一溝道層125和第二溝道層126造成刻蝕損傷。

并且，所述掩膜層108的材料與后續(xù)形成的本征層的材料不同，因此后續(xù)形成的掩膜側(cè)墻的材料與本征層的材料不同，使得掩膜側(cè)墻與本征層的材料晶格常數(shù)失配，因此后續(xù)在采用選擇性外延工藝形成本征層的過(guò)程中，不會(huì)在掩膜側(cè)墻的外側(cè)進(jìn)行外延生長(zhǎng)薄膜。

所述掩膜層108的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一種或多種。本實(shí)施例中，所述掩膜層108的材料為氮化硅。

參考圖11，回刻蝕所述掩膜層108(參考圖10)，形成覆蓋所述第一柵極結(jié)構(gòu)135(參考圖9)側(cè)壁表面、第二柵極結(jié)構(gòu)136(參考圖9)側(cè)壁表面的掩膜側(cè)墻109，所述掩膜側(cè)墻109還覆蓋第一區(qū)域i鰭部側(cè)壁表面以及第二區(qū)域ii鰭部側(cè)壁表面。

采用干法刻蝕工藝，回刻蝕去除位于第一柵極結(jié)構(gòu)135頂部表面、第二柵極結(jié)構(gòu)136頂部表面、以及鰭部頂部表面的掩膜層108。本實(shí)施例中，所述掩膜側(cè)墻109覆蓋第一溝道層125側(cè)壁表面以及第二溝道層126側(cè)壁表面。

本實(shí)施例中，所述掩膜側(cè)墻109的材料為氮化硅。

參考圖12，刻蝕去除位于第一柵極結(jié)構(gòu)135(參考圖9)兩側(cè)的第一區(qū)域i的部分厚度鰭部，在所述第一區(qū)域i形成第一凹槽201，同時(shí)還刻蝕去除位于第二柵極結(jié)構(gòu)136(參考圖9)兩側(cè)的第二區(qū)域ii的部分厚度鰭部，在所述第二區(qū)域ii形成第二凹槽202。

采用干法刻蝕工藝刻蝕去除第一區(qū)域i的部分厚度鰭部以及第二區(qū)域ii的部分厚度鰭部，刻蝕工藝結(jié)束后，第一區(qū)域i鰭部以及第一區(qū)域i的掩膜側(cè)墻109之間構(gòu)成第一凹槽201，第二區(qū)域i鰭部以及第二區(qū)域ii的掩膜側(cè)墻109之間構(gòu)成第二凹槽202。

本實(shí)施例中，刻蝕去除部分厚度的第一溝道層125，同時(shí)還刻蝕去除部分厚度的第二溝道層126。

采用各向異性刻蝕工藝刻蝕部分厚度的第一溝道層125和第二溝道層126。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述各向異性刻蝕為反應(yīng)離子刻蝕，所述反應(yīng)離子刻蝕工藝的工藝參數(shù)為：反應(yīng)氣體包括cf4、sf6和ar，cf4流量為50sccm至100sccm，sf6流量為10sccm至100sccm，ar流量為100sccm至300sccm，源功率為50瓦至1000瓦，偏置功率為50瓦至250瓦，腔室壓強(qiáng)為50毫托至200毫托，腔室溫度為20度至90度。

所述第一凹槽201的深度不宜過(guò)淺，否則后續(xù)形成的本征層對(duì)第一區(qū)域i的溝道區(qū)施加的應(yīng)力作用較弱；同樣的，所述第二凹槽202的深度也不應(yīng)過(guò)淺。本實(shí)施例中，所述第一凹槽201的深度為10nm～40nm；所述第二凹槽202的深度為10nm～40nm。

參考圖13，形成填充滿所述第一凹槽201(參考圖12)以及第二凹槽202(參考圖12)的本征層203，所述本征層203頂部高于鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻109頂部。

一方面，所述本征層203能夠向第一區(qū)域i的溝道區(qū)施加應(yīng)力作用；另一方面，所述本征層203還能夠向第二區(qū)域i的溝道區(qū)施加應(yīng)力作用。為此，本實(shí)施例中，所述本征層203的材料為硅或鍺。

采用選擇性外延工藝形成所述本征層203，在形成所述本征層203的工藝過(guò)程中，由于掩膜側(cè)墻109的材料晶格常數(shù)與本征層203的材料晶格常數(shù)相差較大，因此在選擇性外延過(guò)程中不會(huì)在掩膜側(cè)墻109的外側(cè)外延生長(zhǎng)薄膜。

所述本征層203的頂部高于鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻109頂部，所述本征層203具有較大體積，使得所述本征層203既能夠向第一區(qū)域i溝道區(qū)施加應(yīng)力作用，還能夠向第二區(qū)域ii溝道區(qū)施加應(yīng)力作用。

本實(shí)施例中，在同一道工藝中形成位于第一凹槽201和第二凹槽202內(nèi)的本征層203，第一凹槽201和第二凹槽202也為同一道工藝中形成的，因此僅需要一次形成掩膜層以及回刻蝕形成掩膜側(cè)墻的工藝，達(dá)到刻蝕形成第一凹槽201和第二凹槽202、以及形成本征層203的目的。而現(xiàn)有技術(shù)中，位于 第一區(qū)域的第一凹槽和位于第二區(qū)域的第二凹槽為先后形成的，或者，第一凹槽和第二凹槽為同時(shí)形成的而第一應(yīng)力層和第二應(yīng)力層為先后形成的，其中，第一應(yīng)力層位于第一凹槽內(nèi)，第二應(yīng)力層位于第二凹槽內(nèi)，因此需要進(jìn)行兩次形成掩膜層的工藝。

參考圖14，對(duì)所述第一凹槽201(參考圖12)的本征層203(參考圖13)進(jìn)行第一摻雜處理，形成第一源漏區(qū)213。

所述第一摻雜處理的摻雜離子為p型離子或n型離子。本實(shí)施例中，所述第一區(qū)域i為pmos區(qū)域，所述第一摻雜處理的摻雜離子為p型離子，例如為硼、鎵或銦。

本實(shí)施例中，采用離子注入工藝進(jìn)行所述第一摻雜處理，所述第一源漏區(qū)213用于形成pmos器件的源極和漏極，第一摻雜處理的摻雜離子為硼離子，所述第一源漏區(qū)213內(nèi)硼離子濃度為1e20atom/cm³至2e21atom/cm³。

具體的，在所述第二區(qū)域ii形成第一光刻膠層204；以所述第一光刻膠層204為掩膜，對(duì)所述第一區(qū)域i的本征層203進(jìn)行第一摻雜處理；接著，去除所述第一光刻膠層204。

參考圖15，對(duì)所述第二凹槽202(參考圖12)的本征層203(參考圖13)進(jìn)行第二摻雜處理，形成第二源漏區(qū)223。

所述第二摻雜處理的摻雜離子為p型離子或n型離子。本實(shí)施例中，所述第二區(qū)域ii為nmos區(qū)域，所述第二摻雜處理的摻雜離子為n型離子，例如為磷、砷或銻。

本實(shí)施例中，采用離子注入工藝進(jìn)行所述第二摻雜處理，所述第二源漏區(qū)223用于形成nmos器件的源極和漏極，第二摻雜處理的摻雜離子為磷離子，所述第二源漏區(qū)223內(nèi)硼離子濃度為1e22atom/cm³至5e24atom/cm³。

具體的，在所述第二區(qū)域i形成第二光刻膠層205；以所述第二光刻膠層205為掩膜，對(duì)所述第二區(qū)域ii的本征層203進(jìn)行第一摻雜處理；接著，去除所述第二光刻膠層205。

參考圖16，對(duì)所述第一源漏區(qū)213和第二源漏區(qū)223進(jìn)行退火處理206。

在進(jìn)行所述退火處理206之后，所述第一源漏區(qū)213和第二源漏區(qū)223內(nèi)的摻雜離子被激活，并且所述退火處理206還能夠修復(fù)第一源漏區(qū)213和第二源漏區(qū)223內(nèi)的晶格損傷。

采用激光退火、尖峰退火或快速熱退火工藝進(jìn)行所述退火處理。本實(shí)施例中，所述退火處理的工藝參數(shù)包括：采用尖峰退火工藝，退火溫度為950攝氏度至1000攝氏度。在其他實(shí)施例中，所述退火處理的工藝參數(shù)包括：采用激光退火工藝，退火溫度為1200攝氏度。

本實(shí)施例中，所述第一柵極結(jié)構(gòu)135(參考圖9)為偽柵結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)136(參考圖9)為偽柵結(jié)構(gòu)，在形成所述第一源漏區(qū)213和第二源漏區(qū)223之后，還包括步驟：形成覆蓋所述隔離層107表面、第一源漏區(qū)213表面、第二源漏區(qū)223表面、第一柵極結(jié)構(gòu)135側(cè)壁表面以及第二柵極結(jié)構(gòu)136側(cè)壁表面的層間介質(zhì)層；刻蝕去除所述第一柵極結(jié)構(gòu)135和第二柵極結(jié)構(gòu)136，在所述第一區(qū)域i的層間介質(zhì)層內(nèi)形成第一開(kāi)口，在所述第二區(qū)域ii的層間介質(zhì)層內(nèi)形成第二開(kāi)口；形成填充滿所述第一開(kāi)口的第一實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)；形成填充滿所述第二開(kāi)口的第二實(shí)際柵極結(jié)構(gòu)。

所述第一超陡逆行阱層115與第一阱區(qū)之間構(gòu)成超陡逆行阱結(jié)構(gòu)(ssrw，superstepretrogradewell)，所述超陡逆行阱結(jié)構(gòu)能夠很好的防止第一源漏區(qū)213之間的穿通，且阻止襯底101內(nèi)的摻雜劑擴(kuò)散至第一溝道層125內(nèi)，使得整個(gè)第一溝道層125高度內(nèi)具有均勻的閾值且避免閾值電壓發(fā)生波動(dòng)。

本實(shí)施例形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，僅需進(jìn)行一次形成掩膜層以及形成掩膜側(cè)墻的工藝步驟，同時(shí)在第一區(qū)域i鰭部?jī)?nèi)形成第一凹槽、在第二區(qū)域ii鰭部?jī)?nèi)形成第二凹槽；接著，同時(shí)在第一凹槽和第二凹槽內(nèi)形成本征層，所述本征層頂部高于鰭部側(cè)壁的掩膜側(cè)墻頂部，所述本征層既能夠向第一區(qū)域i溝道區(qū)內(nèi)提供應(yīng)力作用，還能夠向第二區(qū)域ii溝道區(qū)內(nèi)提供應(yīng)力作用。因此，本實(shí)施例簡(jiǎn)化了鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝步驟，節(jié)約了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期。

所述第二超陡逆行阱層125與第二阱區(qū)之間構(gòu)成超陡逆行阱結(jié)構(gòu)，所述超陡逆行阱結(jié)構(gòu)能夠很好的防止第二源漏區(qū)223之間的穿通，且阻止襯底101 內(nèi)的摻雜劑擴(kuò)散至第二溝道層126內(nèi)，使得整個(gè)第二溝道層126高度內(nèi)具有均勻的閾值且避免閾值電壓發(fā)生波動(dòng)。

并且，第一溝道層125未受到形成第一阱區(qū)造成的晶格損傷，第二溝道層126未受到形成第二阱區(qū)造成的晶格損傷，使得第一區(qū)域i溝道區(qū)和第二區(qū)域ii溝道區(qū)的載流子遷移率較高。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。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)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。