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，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(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。

然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能仍有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法，改善鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括：提供襯底以及位于襯底表面的分立的鰭部，所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；在所述鰭部的頂部和側(cè)壁表面形成第一氧化層；去除所述第一區(qū)域的第一氧化層，暴露出第一區(qū)域的鰭部表面；在所述第一區(qū)域的鰭部表面形成第二氧 化層，所述第二氧化層的厚度小于第一氧化層的厚度；在所述第一氧化層表面以及第二氧化層表面形成刻蝕阻擋層；在所述刻蝕阻擋上形成隔離層，所述隔離層填充滿相鄰鰭部之間的區(qū)域，其中，所述刻蝕阻擋層的材料與所述隔離層的材料不同；回刻蝕去除部分厚度的隔離層形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于鰭部頂部；去除高于所述隔離結(jié)構(gòu)頂部的刻蝕阻擋層，暴露出高于隔離結(jié)構(gòu)頂部的第一區(qū)域的第二氧化層表面，且暴露出高于隔離結(jié)構(gòu)頂部的第二區(qū)域的第一氧化層表面；在所述暴露出的第一區(qū)域的第二氧化層表面形成第一柵極，所述第一柵極橫跨第一區(qū)域的鰭部；在所述暴露出的第二區(qū)域的第一氧化層表面形成第二柵極，所述第二柵極橫跨第二區(qū)域的鰭部。

可選的，所述第一氧化層的厚度為20埃至50埃；所述第二氧化層的厚度為8埃至20埃。

可選的，所述刻蝕阻擋層的材料為非晶硅、非晶碳或氮化硅。

可選的，所述刻蝕阻擋層的厚度為1納米至20納米。

可選的，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除所述高于隔離結(jié)構(gòu)的刻蝕阻擋層。

可選的，所述刻蝕阻擋層的材料為非晶硅；所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為四甲基氫氧化銨溶液或氨水溶液。

可選的，所述隔離層的材料為氧化硅。

可選的，采用氧化工藝形成所述第一氧化層；采用氧化工藝形成所述第二氧化層。

可選的，在形成所述第一氧化層之前，還包括步驟，對(duì)所述鰭部進(jìn)行拐角圓滑化處理，在所述鰭部上形成襯墊修復(fù)層；接著，去除所述襯墊修復(fù)層。

可選的，所述襯墊修復(fù)層的材料為氧化硅；所述拐角圓滑化處理采用的工藝為氧化處理。

可選的，所述隔離層的形成工藝包括：采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝形成前驅(qū)隔離膜；對(duì)所述前驅(qū)隔離膜進(jìn)行退火固化處理，將前驅(qū)隔離膜轉(zhuǎn)化為隔離層；對(duì)所述隔離層頂部表面進(jìn)行平坦化處理。

可選的，所述回刻蝕去除部分厚度的隔離層的工藝為，干法刻蝕工藝或 濕法刻蝕工藝中的一種或兩種。

可選的，所述去除第一區(qū)域的第一氧化層的工藝步驟包括：在所述第二區(qū)域的第一氧化層表面形成圖形層；以所述圖形層為掩膜，刻蝕去除所述第一區(qū)域的第一氧化層；去除所述圖形層。

可選的，所述第一柵極包括第一高k柵介質(zhì)層以及位于第一高k柵介質(zhì)層表面的第一金屬柵極；所述第二柵極包括第二高k柵介質(zhì)層以及位于第二高k柵介質(zhì)層表面的第二金屬柵極。

可選的，采用先柵工藝或后柵工藝形成所述第一柵極。

可選的，采用先柵工藝或后柵工藝形成所述第二柵極。

可選的，所述第一柵極緊挨所述第二柵極。

本發(fā)明還提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)，包括：襯底以及位于襯底表面分立的鰭部，所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；位于所述第二區(qū)域的鰭部頂部和側(cè)壁表面的第一氧化層；位于所述第一區(qū)域的鰭部頂部和側(cè)壁表面的第二氧化層，所述第二氧化層的厚度小于第一氧化層的厚度；位于相鄰所述鰭部之間的襯底上的隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于所述鰭部頂部；位于所述第一氧化層表面以及第二氧化層表面的刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層的頂部與所述隔離結(jié)構(gòu)頂部齊平，且所述刻蝕阻擋層的材料與所述隔離結(jié)構(gòu)的材料不同；位于所述第二氧化層表面的第一柵極，所述第一柵極橫跨第一區(qū)域的鰭部；位于所述第一氧化層表面的第二柵極，所述第二柵極橫跨第二區(qū)域的鰭部。

可選的，所述刻蝕阻擋層的材料為非晶硅、非晶碳或氮化硅。

可選的，所述刻蝕阻擋層的厚度為1納米至20納米。

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)明提供的提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)管性能的技術(shù)方案中，在第一區(qū)域和第二區(qū)域鰭部表面形成第一氧化層后，去除第一區(qū)域的第一氧化層；然后在第一區(qū)域的鰭部表面形成第二氧化層，第二氧化層的厚度小于第一氧化層的厚度；接著在第二氧化層上以及第二區(qū)域的第一氧化層上形成刻蝕阻擋層；在刻蝕阻擋層上形成隔離層；回刻蝕去除部分厚度的隔離層形成隔離結(jié)構(gòu)，然后去 除刻蝕阻擋層。由于在形成隔離層之前，先在第二區(qū)域的鰭部上形成第一氧化層，且隔離層未經(jīng)歷刻蝕去除第一區(qū)域的第一氧化層的工藝步驟，因此本發(fā)明避免了隔離結(jié)構(gòu)損失問題。

并且，在形成隔離層之前，先在第二區(qū)域的鰭部上形成第一氧化層，使得高于襯底表面的第二區(qū)域的鰭部寬度尺寸基本一致，避免了形成的隔離結(jié)構(gòu)附近區(qū)域鰭部寬度尺寸突變的問題，使得第二區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)對(duì)鰭部的控制能力強(qiáng)；同樣的，在形成隔離層之前，先在第一區(qū)域的鰭部上形成第二氧化層，使得高于襯底表面的第一區(qū)域的鰭部寬度尺寸基本一致，因此第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)對(duì)鰭部的控制能力強(qiáng)。因此，本發(fā)明改善了鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的短溝道效應(yīng)問題。

本發(fā)明還提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，第一氧化層除位于高于隔離結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域鰭部表面外，還位于隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二區(qū)域鰭部表面，避免了第二區(qū)域隔離結(jié)構(gòu)附近區(qū)域鰭部寬度尺寸突變的問題；且第二氧化層位于高于隔離結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域鰭部表面外，還位于隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)的第一區(qū)域鰭部表面，避免了第一區(qū)域隔離結(jié)構(gòu)附近區(qū)域鰭部寬度尺寸突變的問題。因此本發(fā)明提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)的柵極結(jié)構(gòu)對(duì)鰭部的控制能力強(qiáng)。

附圖說明

圖1為鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2至圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能有待提高。具體的，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的短溝道效應(yīng)(sce，shortchanneleffect)問題較嚴(yán)重。

在一實(shí)施例中，結(jié)合參考圖1，圖1為鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝步驟包括：提供襯底10以及位于襯底10表面的分立的鰭部11，所述襯底10包括核心器件區(qū)和周邊器件區(qū)；形成覆蓋所述襯底10表面以及鰭部11表面的隔離層，所述隔離層頂部高于鰭部11頂部；對(duì)所 述隔離層頂部表面進(jìn)行平坦化處理；接著，回刻蝕去除部分厚度的隔離層，形成隔離結(jié)構(gòu)12，所述隔離結(jié)構(gòu)12頂部低于鰭部11頂部；對(duì)所述高于隔離結(jié)構(gòu)12頂部的鰭部11進(jìn)行氧化處理，在所述鰭部11表面形成第一氧化層13；刻蝕去除位于核心器件區(qū)鰭部11上的第一氧化層13，暴露出核心器件區(qū)鰭部11表面；在所述核心器件區(qū)鰭部11表面形成第二氧化層14，所述第二氧化層14厚度小于第一氧化層13厚度。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，上述形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的過程中，所述隔離結(jié)構(gòu)12損失(stiloss)問題嚴(yán)重，特別是在核心器件區(qū)鰭部11與隔離結(jié)構(gòu)12交界處，隔離結(jié)構(gòu)12損失的問題更為突出。造成隔離結(jié)構(gòu)12損失的主要原因包括，由于隔離結(jié)構(gòu)12的材料與第一氧化層13的材料性能相同或接近，因此在刻蝕去除核心器件區(qū)鰭部11上的第一氧化層13的過程中，會(huì)對(duì)核心器件區(qū)隔離結(jié)構(gòu)12造成一定程度的刻蝕，并且隔離結(jié)構(gòu)12與鰭部11拐角處的隔離結(jié)構(gòu)12被刻蝕去除的速率較快，因此在隔離結(jié)構(gòu)12與鰭部11拐角處的隔離結(jié)構(gòu)12損失最為嚴(yán)重。所述隔離結(jié)構(gòu)12損失是造成短溝道效應(yīng)問題顯著的原因之一。

另外，由于先形成隔離結(jié)構(gòu)12后形成所述第一氧化層13和第二氧化層14，因此，在形成所述第一氧化層13后，隔離結(jié)構(gòu)12附近區(qū)域a的鰭部11寬度尺寸發(fā)生陡變，具體體現(xiàn)在位于隔離結(jié)構(gòu)12內(nèi)的鰭部11寬度尺寸比高于隔離結(jié)構(gòu)12的鰭部11寬度尺寸大的多，這將導(dǎo)致有效鰭部的底部寬度尺寸變大，因此柵極結(jié)構(gòu)對(duì)溝道區(qū)的控制能力變差，這也是造成短溝道效應(yīng)問題顯著的另一個(gè)原因。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，包括：提供襯底以及位于襯底表面的分立的鰭部，所述襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域；在所述鰭部的頂部和側(cè)壁表面形成第一氧化層；去除所述第一區(qū)域的第一氧化層，暴露出第一區(qū)域的鰭部表面；在所述第一區(qū)域的鰭部表面形成第二氧化層，所述第二氧化層的厚度小于第一氧化層的厚度；在所述第一氧化層上以及第二氧化層上形成刻蝕阻擋層；在所述刻蝕阻擋上形成隔離層，所述隔離層填充滿相鄰鰭部之間的區(qū)域，其中，所述刻蝕阻擋層的材料與所述隔離層的材料不同；回刻蝕去除部分厚度的隔離層形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于鰭部頂部；去除高于所述隔離結(jié)構(gòu)頂部的刻蝕阻擋層，暴露出所述 第二氧化層；在所述第一區(qū)域的部分第二氧化層上形成第一柵極，所述第一柵極橫跨第一區(qū)域的鰭部；在所述第二區(qū)域的部分第一氧化層上形成第二柵極，所述第二柵極橫跨第二區(qū)域的鰭部。

本發(fā)明在形成隔離層之前，先在第二區(qū)域的鰭部上形成第一氧化層，且隔離層未經(jīng)歷刻蝕去除第一區(qū)域的第一氧化層的工藝步驟，因此本發(fā)明避免了隔離結(jié)構(gòu)損失問題；并且，在形成隔離層之前，先在第二區(qū)域的鰭部上形成第一氧化層，使得高于襯底表面的第二區(qū)域的鰭部寬度尺寸基本一致，避免了形成的隔離結(jié)構(gòu)附近區(qū)域鰭部寬度尺寸突變的問題，使得第二區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)對(duì)鰭部的控制能力強(qiáng)；同樣的，在形成隔離層之前，先在第一區(qū)域的鰭部上形成第二氧化層，使得高于襯底表面的第一區(qū)域的鰭部寬度尺寸基本一致，因此第一區(qū)域的柵極結(jié)構(gòu)對(duì)鰭部的控制能力強(qiáng)。因此，本發(fā)明改善了鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的短溝道效應(yīng)問題。

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)的說明。

圖2至圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖2，提供襯底101，所述襯底101表面形成有分立的鰭部102。

所述襯底101包括第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii。所述第一區(qū)域i為輸入輸出器件區(qū)或者核心器件區(qū)，所述第二區(qū)域ii為輸入輸出器件區(qū)或者核心器件區(qū)。

本實(shí)施例中，所述第一區(qū)域i為核心器件區(qū)，為后續(xù)形成核心器件提供工藝平臺(tái)；所述第二區(qū)域ii為輸入輸出器件區(qū)，為后續(xù)形成輸入輸出器件提供工藝平臺(tái)，其中，輸入輸出器件為輸入器件或輸出器件中的一種或兩種。本實(shí)施例中，所述第一區(qū)域i與第二區(qū)域ii相鄰，且后續(xù)在第一區(qū)域i形成的第一柵極緊挨后續(xù)在第二區(qū)域ii形成的第二柵極。

所述襯底101的材料為硅、鍺、鍺化硅、碳化硅、砷化鎵或鎵化銦，所述襯底101還能夠?yàn)榻^緣體上的硅襯底或者絕緣體上的鍺襯底；所述鰭部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，所述襯底101為硅襯底，所述鰭部102的材料為硅。

本實(shí)施例中，形成所述襯底101、鰭部102的工藝步驟包括：提供初始襯底；在所述初始襯底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，刻蝕后的初始襯底作為襯底101，位于襯底101表面的凸起作為鰭部102。

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。

本實(shí)施例中，在形成所述鰭部102之后，保留位于鰭部102頂部表面的硬掩膜層103。所述硬掩膜層103的材料為氮化硅，后續(xù)在進(jìn)行平坦化處理工藝時(shí)，所述硬掩膜層103頂部表面能夠作為平坦化處理工藝的停止位置，起到保護(hù)鰭部102頂部的作用。

本實(shí)施例中，所述鰭部102的頂部尺寸小于底部尺寸。在其他實(shí)施例中，所述鰭部的側(cè)壁還能夠與襯底表面相垂直，即鰭部的頂部尺寸等于底部尺寸。

參考圖3，對(duì)所述鰭部102表面進(jìn)行拐角圓滑化(cornerrounding)處理，在所述襯底100表面和鰭部102側(cè)壁表面形成修復(fù)襯墊層104。

由于鰭部102為通過刻蝕初始襯底后形成，所述鰭部102通常具有凸出的棱角且表面具有缺陷。所述拐角圓滑化采用氧化處理工藝，在氧化處理過程中，由于鰭部102凸出的棱角部分的比表面積更大，更容易被氧化，后續(xù)去除所述修復(fù)襯墊層104之后，不僅鰭部102表面的缺陷層被去除，且凸出棱角部分也被去除，使鰭部102的表面光滑，晶格質(zhì)量得到改善，避免鰭部102尖端放電問題。并且，形成的修復(fù)襯墊層104還有利于提高后續(xù)形成的隔離層與鰭部102之間的界面性能。

所述氧化處理可以采用氧等離子體氧化工藝、或者硫酸和過氧化氫的混 合溶液氧化工藝。所述氧化處理還會(huì)對(duì)襯底101表面進(jìn)行氧化，使得形成的修復(fù)襯墊層104還位于襯底101表面。

本實(shí)施例中，采用issg(原位水汽生成，in-situstreamgeneration)氧化工藝對(duì)鰭部102進(jìn)行氧化處理，形成所述修復(fù)襯墊層104，由于鰭部102的材料為硅，相應(yīng)形成的修復(fù)襯墊層104的材料為氧化硅。

參考圖4，去除所述修復(fù)襯墊層104(參考圖3)；去除所述硬掩膜層103(參考圖3)。

本實(shí)施例中，采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除所述修復(fù)襯墊層104，所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為氫氟酸溶液；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。

本實(shí)施例中，先去除所述修復(fù)襯墊層104后去除所述硬掩膜層103。在其他實(shí)施例中，還可以先去除所述硬掩膜層后去除所述修復(fù)襯墊層。

參考圖5，在所述鰭部102的頂部和側(cè)壁表面形成第一氧化層105。

本實(shí)施例中，所述第一氧化層105位于第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii的鰭部102表面，其中，所述位于第二區(qū)域ii的第一氧化層105后續(xù)作為輸入輸出器件的柵介質(zhì)層的一部分。并且，本實(shí)施例中，由于襯底101表面暴露在形成所述第一氧化層105的工藝環(huán)境中，因此所述第一氧化層105還位于襯底101表面。

所述第一氧化層105的材料為氧化硅或氮氧化硅。本實(shí)施例中，所述第一氧化層105的材料為氧化硅，所述第一氧化層105的厚度為20埃至50埃。

為了提高第二區(qū)域ii第一氧化層105與鰭部102之間的界面性能，采用氧化工藝形成所述第一氧化層105。其中，氧化工藝為干氧氧化、濕氧氧化或水汽氧化。

本實(shí)施例中，采用原位水汽生成氧化工藝形成所述第一氧化層105，使得形成的第一氧化層105與鰭部102之間接觸緊密，所述第一氧化層105與鰭部102之間的界面性能好。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，采用原位水汽生成氧化工藝形成第一氧化層105 的工藝參數(shù)包括：反應(yīng)氣體包括o2、h2和h2o，其中，o2流量為0.1slm至20slm，h2流量為0.1slm至20slm，h2o流量為0.1slm至50slm，反應(yīng)腔室溫度為650度至1000度，反應(yīng)腔室壓強(qiáng)為0.1托至760托，反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為5秒至10分。

本實(shí)施例中，由于高于襯底101表面的第二區(qū)域ii的鰭部102均暴露在形成所述第一氧化層105的工藝環(huán)境中，因此所述第二區(qū)域ii的鰭部102側(cè)壁被氧化的厚度保持一致，使得在形成第一氧化層105之后，第一區(qū)域ii的鰭部102與襯底101之間的夾角與在形成所述第一氧化層105之前的夾角相同。

參考圖6，去除所述第一區(qū)域i的第一氧化層105，暴露出第一區(qū)域i鰭部102表面。

本實(shí)施例中，去除所述第一區(qū)域i的第一氧化層105的工藝步驟包括：在所述第二區(qū)域ii的第一氧化層105表面形成圖形層106；以所述圖形層106為掩膜，刻蝕去除第一區(qū)域i的第一氧化層105，暴露出第一區(qū)域i的鰭部102以及襯底101；接著，去除所述圖形層106。

本實(shí)施例中，所述圖形層106的材料為光刻膠，采用濕法去膠或灰化工藝去除所述圖形層106。

采用干法刻蝕工藝，刻蝕去除第一區(qū)域i的第一氧化層105，在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述干法刻蝕工藝的刻蝕氣體包括chf3、cf4或o2。

參考圖7，在所述第一區(qū)域i鰭部102表面形成第二氧化層107，且所述第二氧化層107的厚度小于第一氧化層105的厚度。

本實(shí)施例中，所述第二氧化層107除位于第一區(qū)域i鰭部102表面外，還位于第一區(qū)域i襯底101表面，且還位于第一氧化層105表面。所述第一區(qū)域i的第二氧化層107后續(xù)作為核心器件的柵介質(zhì)層的一部分。

所述第二氧化層107的材料為氧化硅或氮氧化硅。本實(shí)施例中，所述第二氧化層107的材料為氧化硅，所述第二氧化層107的厚度為8埃至20埃。

為了提高所述第一區(qū)域i的第二氧化層107與鰭部102之間的界面性能， 采用氧化工藝形成所述第二氧化層107。本實(shí)施例中，采用原位水汽生成氧化工藝形成所述第二氧化層107。

本實(shí)施例中，由于高于襯底101表面的第一區(qū)域i的鰭部102均暴露在形成所述第二氧化層107的工藝環(huán)境中，因此所述第一區(qū)域i的鰭部102側(cè)壁被氧化的厚度保持一致，使得在形成第二氧化層107之后，第一區(qū)域i的鰭部102與襯底101之間的夾角與在形成所述第二氧化層107之前的夾角相同。

參考圖8，在所述第一氧化層105表面以及第二氧化層107表面形成刻蝕阻擋層108。

本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層108的材料與后續(xù)形成的隔離層的材料不同，從而使得在后續(xù)刻蝕隔離層形成隔離結(jié)構(gòu)的工藝過程中起到阻擋刻蝕的作用，避免刻蝕工藝對(duì)第一氧化層105或第二氧化層107造成刻蝕損傷。

所述刻蝕阻擋層108的材料為后續(xù)易于被去除的材料，且后續(xù)刻蝕去除所述刻蝕阻擋層108的工藝不會(huì)對(duì)第一氧化層105和第二氧化層107引入額外的刻蝕損傷。為此，所述刻蝕阻擋層108的材料為非晶硅、非晶碳或氮化硅。本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層108的材料為非晶硅。

采用化學(xué)氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝或原子層沉積工藝形成所述刻蝕阻擋層108。本實(shí)施例中，采用原子層沉積工藝形成所述刻蝕阻擋層108，使得形成的刻蝕阻擋層108具有很好的臺(tái)階覆蓋(stepcoverage)能力，使得鰭部102側(cè)壁上的刻蝕阻擋層108的厚度均勻性高，提高了鰭部102側(cè)壁上的刻蝕阻擋層108對(duì)第一氧化層105或第二氧化層107的保護(hù)能力。

若所述刻蝕阻擋層108的厚度過薄，則后續(xù)刻蝕隔離層的工藝過程中所述刻蝕阻擋層108對(duì)第一氧化層105或第二氧化層107的保護(hù)能力過弱；若所述刻蝕阻擋層108的厚度過厚，則后續(xù)刻蝕去除刻蝕阻擋層108所需的工藝時(shí)間較長(zhǎng)，既不利于縮短生產(chǎn)周期，也可能對(duì)第一氧化層105或第二氧化層107造成不必要的損傷。

為此，本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層108的厚度為1納米至20納米。

參考圖9，在所述刻蝕阻擋層108表面形成隔離層109，所述隔離層109填充滿相鄰鰭部102之間的區(qū)域，其中，所述刻蝕阻擋層108的材料與所述 隔離層109的材料不同。

本實(shí)施例中，所述隔離層109頂部高于鰭部102頂部。所述隔離層109為后續(xù)形成隔離結(jié)構(gòu)提供工藝基礎(chǔ)；所述隔離層109的材料為絕緣材料，例如為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。本實(shí)施例中，所述隔離層109的材料為氧化硅。

為了提高形成隔離層109工藝的填孔(gap-filling)能力，采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積(fcvd，flowablecvd)或高縱寬比化學(xué)氣相沉積工藝(harpcvd)，形成所述隔離層109。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述隔離層109的形成工藝包括：采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝形成前驅(qū)隔離膜；對(duì)所述前驅(qū)隔離膜進(jìn)行退火固化處理，將前驅(qū)隔離膜轉(zhuǎn)化為隔離層109。還包括步驟，對(duì)所述隔離層109頂部表面進(jìn)行平坦化處理，例如，采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，對(duì)所述隔離層109頂部表面進(jìn)行平坦化處理。

具體的，流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝參數(shù)為：反應(yīng)前驅(qū)物材料以100sccm至3000sccm的流速進(jìn)入反應(yīng)腔室內(nèi)，o3以20sccm至1000sccm的流速進(jìn)入反應(yīng)腔室內(nèi)，反應(yīng)腔室壓強(qiáng)為0.1t至10t，反應(yīng)腔室溫度為20℃至150℃，還可以向反應(yīng)腔室內(nèi)通入ar、he或xe等惰性氣體，惰性氣體流速為1000sccm至10000sccm。

本實(shí)施例中，在形成隔離層109之后，還包括步驟：對(duì)所述隔離層109進(jìn)行退火固化處理，所述退火固化處理在含氧氛圍下進(jìn)行。在固化處理過程中隔離層109內(nèi)化學(xué)鍵重組，隔離層109內(nèi)的si-o鍵、o-si-o鍵增加，且使隔離層109的致密度得到提高。

參考圖10，回刻蝕去除部分厚度的隔離層109(參考圖9)形成隔離結(jié)構(gòu)110，所述隔離結(jié)構(gòu)110頂部低于鰭部102頂部。

采用干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝中的一種或兩種，回刻蝕去除部分厚度的隔離層109。

本實(shí)施例中，采用濕法刻蝕工藝，刻蝕去除部分厚度的隔離層109。所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為氫氟酸溶液。

參考圖11，去除高于所述隔離結(jié)構(gòu)110頂部的刻蝕阻擋層108，暴露出 高于隔離結(jié)構(gòu)110頂部的第一區(qū)域i的第二氧化層107表面，且暴露出高于隔離結(jié)構(gòu)110頂部的第二區(qū)域ii的第一氧化層105表面。

采用濕法刻蝕工藝刻蝕去除高于所述隔離結(jié)構(gòu)110頂部的刻蝕阻擋層108，所述濕法刻蝕工藝對(duì)所述刻蝕阻擋層108與隔離結(jié)構(gòu)110之間具有較高的刻蝕選擇比，因此所述濕法刻蝕工藝對(duì)所述隔離結(jié)構(gòu)110的刻蝕速率非常小甚至為零。

本實(shí)施例中，所述刻蝕阻擋層108的材料為非晶硅，所述濕法刻蝕工藝采用的刻蝕液體為四甲基氫氧化銨溶液或氨水溶液。

在刻蝕去除所述高于隔離結(jié)構(gòu)110的刻蝕阻擋層108后，所述第二氧化層107和第一氧化層105被暴露出來，以便于后續(xù)在第一區(qū)域i的第二氧化層107上形成第一柵極，在第二區(qū)域ii的第一氧化層105上形成第二柵極。

本實(shí)施例中，在形成所述隔離結(jié)構(gòu)110之后，所述隔離結(jié)構(gòu)110經(jīng)歷的刻蝕工藝對(duì)其刻蝕速率很小甚至可以忽略不計(jì)，從而避免了隔離結(jié)構(gòu)損失的問題，進(jìn)而改善由于隔離結(jié)構(gòu)損失帶來的短溝道效應(yīng)問題。

此外，本實(shí)施例中，在形成隔離層109(參考圖9)之前，在第一區(qū)域i鰭部102頂部和側(cè)壁表面形成了第二氧化層107，高于襯底101表面的第一區(qū)域i鰭部102的側(cè)壁被氧化的程度基本一致，因此隔離結(jié)構(gòu)110內(nèi)的鰭部102的寬度尺寸與隔離結(jié)構(gòu)110上方的鰭部102的寬度尺寸相差較小，避免了隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域的鰭部102的寬度尺寸出現(xiàn)陡變的情況，從而進(jìn)一步改善由于隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域的鰭部102寬度尺寸陡變而帶來的短溝道效應(yīng)問題。因此，高于襯底101表面的第一區(qū)域i鰭部102側(cè)壁表面平緩，且隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域的鰭部102寬度尺寸相差較小，因此避免了由于隔離結(jié)構(gòu)110與鰭部102交界處的鰭部102寬度尺寸過大而造成的柵極對(duì)溝道控制能力變差的問題，改善了核心器件的漏端引入的勢(shì)壘降低(dibl，draininducedbarrierlowering)效應(yīng)問題以及短溝道效應(yīng)問題。

同樣的，高于襯底101表面的第二區(qū)域ii鰭部102的側(cè)壁被氧化的程度基本一致，因此隔離結(jié)構(gòu)110內(nèi)的鰭部102的寬度尺寸與隔離結(jié)構(gòu)110上方的鰭部102的寬度尺寸相差較小，同樣的避免了隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域的鰭 部102寬度尺寸陡變的問題，改善了輸入輸出器件的漏端引入的勢(shì)壘降低效應(yīng)問題以及短溝道效應(yīng)問題。

參考圖12，在所述暴露出的第一區(qū)域i的第二氧化層107表面形成第一柵極201，所述第一柵極201橫跨第一區(qū)域i的鰭部102；在所述暴露出的第二區(qū)域ii的第一氧化層105上表面成第二柵極202，所述第二柵極202橫跨第二區(qū)域ii的鰭部102。

所述第一柵極201位于第一區(qū)域i的部分第二氧化層107表面，所述第二柵極202位于第二區(qū)域ii的部分第一氧化層105表面。

本實(shí)施例中，所述第一柵極201緊挨第二柵極202，所述第一柵極201和第二柵極202在同一道工藝中形成。在其他實(shí)施例，所述第一柵極和第二柵極還可以為分立相隔的結(jié)構(gòu)。

所述第一柵極201包括第一高k柵介質(zhì)層以及位于第一高k柵介質(zhì)層表面的第一金屬柵極；所述第二柵極202包括第二高k柵介質(zhì)層以及位于第二高k柵介質(zhì)層表面的第二金屬柵極。所述第一高k柵介質(zhì)層的材料為高k柵介質(zhì)材料，第二高k柵介質(zhì)層的材料為高k柵介質(zhì)材料，其中，高k柵介質(zhì)材料指的是，相對(duì)介電常數(shù)大于氧化硅相對(duì)介電常數(shù)的柵介質(zhì)材料，所述高k柵介質(zhì)層的材料為hfo2、hfsio、hfsion、hftao、hftio、hfzro、zro2或al2o3；第一金屬柵極的材料為al、cu、ag、au、pt、ni、ti或w，第二金屬柵極的材料為al、cu、ag、au、pt、ni、ti或w。

在一實(shí)施例中，形成所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝為先柵(gatefirst)工藝。采用先柵工藝形成所述第一柵極201和第二柵極202的工藝步驟包括：在所述第一區(qū)域i的第二氧化層107上、以及第二區(qū)域ii的第一氧化層105上形成高k柵介質(zhì)膜；在所述高k柵介質(zhì)膜上形成金屬柵極膜；在所述金屬柵極膜表面形成光刻膠層，所述光刻膠層定義出第一柵極201的位置以及第二柵極202的位置；以所述光刻膠層為掩膜刻蝕所述金屬柵極膜以及高k柵介質(zhì)膜，形成所述第一柵極201和第二柵極202。在形成所述第一柵極201和第二柵極202之后，在所述第一柵極201兩側(cè)的第一區(qū)域i鰭部102內(nèi)形成第一源漏摻雜區(qū)；在所述第二柵極202兩側(cè)的第二區(qū)域ii鰭部102內(nèi)形成第二源漏 摻雜區(qū)。

本實(shí)施例中，以形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝為后柵工藝為例。具體的，形成所述第一柵極201和第二柵極202的工藝步驟包括：在所述第一區(qū)域i的第二氧化層107上、以及第二區(qū)域ii的第一氧化層105上形成偽柵膜；在所述偽柵膜表面形成光刻膠層，所述光刻膠層定義出待形成的第一柵極的位置和第二柵極的位置；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述偽柵膜，在第一區(qū)域i形成第一偽柵，在第二區(qū)域ii形成第二偽柵；在所述第一偽柵兩側(cè)的第一區(qū)域i鰭部102內(nèi)形成第一源漏摻雜區(qū)；在所述第二偽柵兩側(cè)的第二區(qū)域ii鰭部102內(nèi)形成第二源漏摻雜區(qū)；接著，在所述隔離結(jié)構(gòu)110表面形成層間介質(zhì)層203，所述層間介質(zhì)層203覆蓋第一偽柵側(cè)壁表面以及第二偽柵側(cè)壁表面；刻蝕去除所述第一偽柵和第二偽柵；在所述第一偽柵所在的位置形成第一柵極201；在所述第二偽柵所在的位置形成第二柵極202。

所述第一柵極201對(duì)應(yīng)的柵極結(jié)構(gòu)中，其柵介質(zhì)層的厚度較薄，滿足核心器件對(duì)柵介質(zhì)層的厚度的需求；所述第二柵極202對(duì)應(yīng)的柵極結(jié)構(gòu)中，其柵介質(zhì)層的厚度較厚，滿足輸入輸出器件對(duì)柵介質(zhì)層的厚度的需求。并且，本實(shí)施例中減小了隔離結(jié)構(gòu)損失問題，特別是減小了核心器件的隔離結(jié)構(gòu)損失的問題；此外，隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域的鰭部102的寬度尺寸相差較小，避免了由于鰭部102的寬度尺寸變寬而導(dǎo)致的柵極控制溝道能力變差，因此本實(shí)施例形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能得到改善，特別是鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的短溝道效應(yīng)問題得到改善。

本發(fā)明還提供一種采用上述形成方法形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，參考圖12，所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管包括：

襯底101以及位于襯底101表面分立的鰭部102，所述襯底包括第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii；

位于所述第二區(qū)域ii的鰭部102頂部和側(cè)壁表面的第一氧化層105；

位于所述第一區(qū)域i的鰭部102頂部和側(cè)壁表面的第二氧化層107，所述第二氧化層107的厚度小于第一氧化層105的厚度；

位于相鄰所述鰭部102之間的襯底101上的隔離結(jié)構(gòu)110，所述隔離結(jié)構(gòu) 110頂部低于所述鰭部102頂部；

位于所述第一氧化層105表面以及第二氧化層107表面的刻蝕阻擋層108，所述刻蝕阻擋層108的頂部與所述隔離結(jié)構(gòu)110頂部齊平，且所述刻蝕阻擋層108的材料與所述隔離結(jié)構(gòu)110的材料不同；

位于所述第一區(qū)域i的第二氧化層107表面的第一柵極201，所述第一柵極201橫跨第一區(qū)域i的鰭部；

位于所述第二區(qū)域ii的第一氧化層105表面的第二柵極202，所述第二柵極202橫跨第二區(qū)域ii的鰭部102。

所述刻蝕阻擋層108的材料為非晶硅、非晶碳或氮化硅；所述刻蝕阻擋層108的厚度為1納米至20納米。

本實(shí)施例中，所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管還包括：位于第一區(qū)域i隔離結(jié)構(gòu)110表面以及第二區(qū)域ii隔離結(jié)構(gòu)110表面的層間介質(zhì)層203，所述層間介質(zhì)層203還覆蓋第一柵極201側(cè)壁表面以及第二柵極202側(cè)壁表面。

本實(shí)施例中，第一氧化層105除位于高于隔離結(jié)構(gòu)110的第二區(qū)域ii鰭部102表面外，還位于隔離結(jié)構(gòu)110內(nèi)的第二區(qū)域ii鰭部102表面，避免了第二區(qū)域ii隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域鰭部102寬度尺寸突變的問題；且第二氧化層107位于高于隔離結(jié)構(gòu)110的第一區(qū)域i鰭部102表面外，還位于隔離結(jié)構(gòu)110內(nèi)的第一區(qū)域i鰭部102表面，避免了第一區(qū)域i隔離結(jié)構(gòu)110附近區(qū)域鰭部102寬度尺寸突變的問題。因此本發(fā)明提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)的柵極結(jié)構(gòu)對(duì)鰭部的控制能力強(qiáng)。

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)。