[发明专利]具有T型鳍部的鳍式场效应管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种具有T型鳍部的鳍式场效应管及其形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，随着工艺节点逐渐减小，后栅(gate-last)工艺得到了广泛应用，来获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)进一步下降时，即使采用后栅工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，多栅器件作为常规器件的替代得到了广泛的关注。

鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种常见的多栅器件，图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。如图1所示，包括：半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出的鳍部14，鳍部14一般是通过对半导体衬底10刻蚀后得到的；介质层11，覆盖所述半导体衬底10的表面以及鳍部14的侧壁的一部分；栅极结构12，横跨在所述鳍部14上，覆盖所述鳍部14的顶部和侧壁，栅极结构12包括栅介质层(图中未示出)和位于栅介质层上的栅电极(图中未示出)。对于Fin FET，鳍部14的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构12相接触的部分都成为沟道区，即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。

然而随着工艺节点的进一步减小，现有技术的鳍式场效应晶体管的器件性能的稳定性变差。

更多关于鳍式场效应晶体管的结构及形成方法请参考公开号为“US7868380B2”的美国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种提高器件性能稳定性的T型鳍部的鳍式场效应管及其形成方法。

为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种具有T型鳍部的鳍式场效应管，包括：

基底；

位于所述基底表面的鳍部，所述鳍部包括位于所述基底表面的第一子鳍部，以及位于所述第一子鳍部顶部的第二子鳍部，所述第二子鳍部的宽度大于所述第一子鳍部的宽度。

可选地，所述第二子鳍部的宽度小于所述第一子鳍部的宽度的三倍。

可选地，所述鳍部的材料为Si。

可选地，还包括：横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构包括位于所述鳍部表面的栅介质层、位于所述栅介质层表面的栅电极层；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源/漏极；位于所述源/漏极表面的金属硅化物层。

可选地，所述栅介质层的材料为高K材料；所述栅电极层的材料为金属材料；所述金属硅化物层的材料为NiPt硅化物。

本发明的实施例还提供了一种具有T型鳍部的鳍式场效应管的形成方法，包括：

提供基底；形成位于所述基底表面的第一硅薄膜；形成位于所述第一硅薄膜表面的硬掩膜层；形成位于所述硬掩膜层表面的具有第一开口的图案层；形成覆盖所述第一开口的侧壁的侧墙；

去除所述图案层；

以所述侧墙为掩膜刻蚀所述硬掩膜层形成第一结构，再去除所述侧墙；

以所述第一结构为掩膜刻蚀所述有第一硅薄膜形成第一子鳍部；

形成覆盖所述基底、第一子鳍部的侧壁的绝缘层，所述绝缘层的表面与所述第一子鳍部的表面齐平；

形成位于所述第一子鳍部顶部的第二子鳍部，所述第二子鳍部的宽度大于所述第一子鳍部的宽度。

可选地，所述侧墙的宽度为1-8nm。

可选地，所述第二子鳍部的形成步骤包括：形成覆盖所述绝缘层的第二硅薄膜；形成覆盖所述第二硅薄膜的光刻胶层，所述光刻胶层具有第二开口，所述第二开口暴露出所述第一子鳍部表面；以所述光刻胶层为掩膜刻蚀所述第二硅薄膜，形成第二子鳍部。

可选地，所述形成覆盖所述基底、第一子鳍部的侧壁的绝缘层的形成步骤包括：形成覆盖所述基底、第一子鳍部和第一结构的绝缘薄膜；平坦化所述第一结构和部分厚度的绝缘薄膜，暴露出所述第一子鳍部表面，形成绝缘层。

可选地，还包括：去除所述绝缘层，暴露出所述第一子鳍部的侧壁。

可选地，所述硬掩膜层的材料为氧化硅。

可选地，所述硬掩膜层的形成工艺为热氧化工艺或化学气相沉积工艺。

可选地，所述图案层的材料为SiON。

可选地，所述图案层的形成工艺为等离子体沉积工艺。

可选地，所述绝缘层的材料为SiO₂或SiN。

可选地，还包括：形成覆盖所述第一子鳍部和第二子鳍部的伪栅介质层；形成覆盖所述基底表面、且位于所述伪栅介质层表面的伪栅电极层；在所述伪栅电极层表面形成图形化的光刻胶层，刻蚀所述伪栅电极层和伪栅介质层，形成伪栅极结构。