[发明专利]鳍式场效应管的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制作领域，特别涉及鳍式场效应管的形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了适应工艺节点的减小，不得不不断缩短MOSFET场效应管的沟道长度。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。

然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断（pinch off）沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电（subthreshold leakage）现象，即所谓的短沟道效应（SCE：short-channel effects）更容易发生。

因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管（FinFET）。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体（鳍部）进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路生成技术的兼容性。

然而，为满足摩尔定律的发展趋势，鳍式场效应管的鳍部也要求具有更小的宽度，传统的掩膜版为掩膜刻蚀半导体衬底形成的鳍部宽度已不能满足需求，研究具有更小宽度鳍部的鳍式场效应管成为当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管的形成方法，以第一侧墙及第二侧墙为掩膜刻蚀半导体衬底，调整相邻第一侧墙的距离以及相邻第二侧墙的距离，使得形成的相邻鳍部距离相等，形成的鳍部顶端形貌对称，且形成的鳍部宽度小。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有牺牲层；在所述半导体衬底表面形成第一侧墙，所述第一侧墙位于牺牲层两侧；在所述半导体衬底表面形成第二侧墙，所述第二侧墙位于形成有第一侧墙的牺牲层两侧；去除牺牲层；测量相邻第一侧墙的距离为第一宽度，测量相邻第二侧墙的距离为第二宽度；若所述第一宽度与第二宽度不相等，对应刻蚀第一侧墙或第二侧墙，直至第一宽度与第二宽度相等；以第一侧墙和第二侧墙为掩膜，刻蚀半导体衬底形成鳍部；去除位于鳍部表面的第一侧墙及第二侧墙。

可选的，所述第一侧墙和第二侧墙的材料不同。

可选的，所述第一侧墙或第二侧墙的材料为氮化物或氧化物。

可选的，所述氮化物为SiN。

可选的，所述氧化物为SiO₂。

可选的，所述第一侧墙的宽度为20埃至200埃。

可选的，所述第二侧墙的宽度为20埃至200埃。

可选的，所述第一侧墙或第二侧墙的形成工艺为化学气相沉积或原子层沉积。

可选的，所述第一侧墙和第二侧墙为两步工艺形成或一步工艺形成的ON结构。

可选的，若所述第一宽度与第二宽度不相等，对应刻蚀第一侧墙或第二侧墙包括两种情况：刻蚀前，所述第一宽度大于第二宽度，则刻蚀第二侧墙，直至第二宽度与第一宽度相等；刻蚀前，所述第一宽度小于第二宽度，则刻蚀第一侧墙，直至第一宽度与第二宽度相等。

可选的，所述刻蚀第一侧墙或第二侧墙的工艺为湿法刻蚀。

可选的，第一侧墙的材料为氧化物时，所述湿法刻蚀的刻蚀液体为SiCoNi或稀释的氢氟酸。

可选的，第一侧墙的材料为氮化物时，所述湿法刻蚀的刻蚀液体为热磷酸。

可选的，第二侧墙的材料为氧化物时，所述湿法刻蚀的刻蚀液体为SiCoNi或稀释的氢氟酸。

可选的，第二侧墙的材料为氮化物时，所述湿法刻蚀的刻蚀液体为热磷酸。

可选的，所述牺牲层为光刻胶层或先进图案膜层。

可选的，所述先进图案膜层的材料为无定形碳。

可选的，去除牺牲层的工艺为干法刻蚀。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：