[发明专利]鳍式场效应管的形成方法

说明书

一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供衬底，衬底表面形成有若干分立的鳍部，且衬底表面形成有横跨鳍部的栅极结构；在栅极结构侧壁和上表面、鳍部侧壁和上表面以及衬底表面形成侧墙膜；采用各向异性刻蚀工艺回刻蚀侧墙膜，去除位于衬底表面、栅极结构上表面以及鳍部上表面的侧墙膜，在栅极结构侧壁形成第一侧墙，在鳍部侧壁形成第二侧墙；对第一侧墙进行掺杂处理，降低各向同性刻蚀工艺对第一侧墙的刻蚀速率；采用各向同性刻蚀工艺刻蚀去除第二侧墙，暴露出鳍部侧壁，保留位于栅极结构侧壁的第一侧墙；在第一侧墙两侧的鳍部内形成掺杂区；在鳍部侧壁和上表面形成金属接触层。本发明降低鳍式场效应管的接触电阻，提高鳍式场效应管的响应速度。

技术领域

本发明涉及半导体制作领域技术，特别涉及一种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-channeleffects)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制作技术的兼容性。

然而，现有技术形成的鳍式场效应管的电学性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是避免由于鳍部侧壁形成有侧墙而造成鳍部侧壁无法形成金属接触层，避免鳍式场效应管的接触电阻过大。

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：提供衬底，所述衬底表面形成有若干分立的鳍部，且所述衬底表面形成有横跨鳍部的栅极结构；在所述栅极结构侧壁和上表面、鳍部侧壁和上表面以及衬底表面形成侧墙膜；采用各向异性刻蚀工艺回刻蚀所述侧墙膜，去除位于衬底表面、栅极结构上表面以及鳍部上表面的侧墙膜，在栅极结构侧壁形成第一侧墙，在鳍部侧壁形成第二侧墙；对所述第一侧墙进行掺杂处理，降低各向同性刻蚀工艺对第一侧墙的刻蚀速率；采用各向同性刻蚀工艺刻蚀去除所述第二侧墙，暴露出鳍部侧壁，保留位于栅极结构侧壁的第一侧墙；在所述第一侧墙两侧的鳍部内形成掺杂区；在所述鳍部侧壁和上表面形成金属接触层。

可选的，在对第一侧墙进行掺杂处理后，第一侧墙材料的相对介电常数降低。

可选的，所述掺杂处理的掺杂离子为C或O。

可选的，在进行掺杂处理后，第一侧墙材料中C原子浓度为5E13atom/cm³至5E15atom/cm³，O原子浓度为5E13atom/cm³至5E15atom/cm³。

可选的，所述掺杂处理的工艺为离子注入，离子注入的工艺参数为：离子注入能量为1kev至50kev，离子注入剂量为5E13atom/cm²至5E15atom/cm²。

可选的，在形成第一侧墙后进行掺杂处理，所述掺杂处理的工艺步骤包括：形成覆盖于所述鳍部、第二侧墙以及衬底的图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出第一侧墙表面；对所述第一侧墙进行掺杂处理，降低刻蚀工艺对第一侧墙的刻蚀速率；去除所述图形化的光刻胶层。