[发明专利]FinFET鳍状结构的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及一种FinFET鳍状结构的制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，为了满足晶体管更快速的需求，需要较高的驱动电流。由于晶体管的驱动电流正比于晶体管的栅极宽度，为了提高驱动电流，需要较大的栅极宽度。然而，增加栅极宽度与半导体元件缩小化的需求互相冲突，于是发展出一种新型三维结构晶体管——鳍式场效应晶体管（FinFET）。在FinFET结构中，栅极形成在垂直衬底的鳍状结构上。通过栅极的控制，可以在鳍状结构两侧形成导电沟道。FinFET的优点包括抑制短沟道效应（SCE）、提高驱动电流以及降低泄漏电流。

目前FinFET在制造方面仍然存在许多问题。传统的工艺流程如图1(a)至图1(c)所示，包括：提供衬底；去除部分衬底形成鳍状结构；形成隔离鳍状结构的绝缘介质层。通常，形成隔离介质层的步骤包括：沉积绝缘介质层；进行化学机械抛光（CMP）停止在鳍状结构顶部；刻蚀部分绝缘介质层使鳍状结构暴露出一定高度。由于不存在刻蚀阻挡层，只能通过时间来控制刻蚀停止。硅片上不同位置的刻蚀速率存在一定差异，不同硅片的刻蚀速率也会存在一定差异，从而造成暴露出隔离介质层的鳍状结构的高度存在一定差异，这就直接影响了FinFET的栅极宽度，最终导致不同硅片上以及硅片上不同位置的器件性能存在一定差异，不利于器件的大规模集成和批量生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种FinFET鳍状结构的制造方法，通过形成多层薄膜，并利用薄膜厚度来控制鳍状结构的高度，使暴露在绝缘层外部的鳍状结构的高度基本一致。

根据本发明的一个方面，提供一种FinFET鳍状结构的制造方法，该方法包括以下步骤：

a)提供衬底；

b)形成第一介质层；

c)形成第二介质层，所述第二介质层与第一介质层相邻部分的材料与第一介质层不同；

d)形成贯穿所述第二介质层和第一介质层的开口，所述开口部分暴露所述衬底；

e)在所述开口中填充半导体材料；

f)去除第二介质层，形成鳍状结构。

本发明通过形成第一介质层和第二介质层，并利用第二介质层的厚度来控制FinFET中鳍状结构的高度。由于形成薄膜的厚度比较均匀，并且厚度可以通过测量来控制。利用不同材料之间的刻蚀选择性，可以很好的控制刻蚀停止，相比于时间控制可以更好的实现刻蚀均匀性。采用上述方法形成的鳍状结构的高度基本一致，从而保证了不同硅片上以及硅片上不同位置的器件性能的一致性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1(a)至图1(c)为现有技术的制造FinFET鳍状结构的各个阶段的剖面示意图；

图2为根据本发明的FinFET鳍状结构制造方法的流程图；

图3(a)至图3(d)为根据本发明的一个优选实施例按照图2所示流程制造FinFET鳍状结构的各个阶段的剖面示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

下面，将结合图3(a)至图3(d)对图2中形成FinFET鳍状结构的方法进行具体地描述。

参考图2和图3(a)，在步骤S101中，提供衬底200。