[发明专利]鳍结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体地说，涉及一种鳍结构的形成方法。

背景技术

鳍式场效晶体管(FinField-effecttransistor，简称FinFET)是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管,是对传统标准的Fet(晶体管—场效晶体管,Field-effecttransistor，FET)的改进。鳍式场效晶体管FinFET可以根据需要调节器件的阈值电压，进一步降低静态能耗(static powerconsumption)。

目前，鳍式场效晶体管FinFET包括三端FinFET(3terminal FinFet，简称3T-FinFet)、四端FinFET(4terminal FinFet，简称4T-FinFet)。图1为现有技术中3T-FinFet的简要结构示意图；如图1所示，其包括一个源极S101、一个漏极D102，以及一个栅极G103，共计三个端头。现有技术中3T-FinFet的等效电路示意图如图2所示。图3为现有技术中4T-FinFet的简要结构示意图；如图3所示，其包括一个源极S201、一个漏极D202，以及一个栅极G1203、另外一个栅极G2204，共计4个端头。现有技术中4T-FinFet的等效电路示意图如图4所示。

其中，对于4T-FinFet来说，为了得到两个栅极，现有技术提供了两种解决技术方案：第一种方式是利用化学机械研磨(chemical mechanical polishing，简称CMP)将鳍Fin300顶端的栅极研磨掉，其研磨前后的结构示意图，如图5和图6所示；第二种方式是增加一道光阻400，将鳍Fin300顶端的栅极刻蚀掉，刻蚀前后的结构示意图如图7和图8所示。

如上所述，鳍的侧面实际上是垂直的侧面。但是，现有技术也提出了一种同时具有垂直侧面和倾斜侧面的鳍结构，具体参见图9所示，图9为现有技术中同时具有垂直侧面和倾斜侧面的鳍结构，鳍fin的上部分901具有垂直侧面，下部分902具有倾斜侧面。现有技术中制造图9所示鳍结构的工艺通常是使用相同的半导体材料先刻蚀形成鳍fin的上部分，再通过再一次刻蚀形成鳍fin的下部分。由于鳍fin的上部分才是有效部分，而对于NMOS和PMOS鳍上半部的选择材料难以异质，难以满足NMOS和PMOS对沟道的不同要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种鳍结构的形成方法，用以解决现有技术中NMOS和PMOS鳍上半部难以异质，难以满足NMOS和PMOS对沟道的不同要求的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种鳍结构的形成方法，其包括：

在半导体衬底上表面形成一硬介质掩膜层并对其进行图形化，并对所述半导体衬底进行刻蚀处理，以形成鳍中具有倾斜侧面的下部分结构；

在刻蚀处理后的半导体衬底上表面沉积氧化物并对其进行化学机械研磨处理，以裸露图形化后的所述硬介质掩膜层，去除图形化后的所述硬介质掩膜层并在图形化后的所述硬介质掩膜层对应的位置处进行硅外延处理，以形成鳍中具有垂直侧面的上部分结构；

对所述半导体衬底上表面沉积的氧化物进行刻蚀处理，以裸露鳍中具有垂直侧面的上部分结构。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种鳍结构的形成方法，其包括：

在半导体衬底上表面形成一硬介质掩膜层并对其进行图形化，并在图形化后的所述硬介质掩膜层侧面形成掩膜侧壁，对所述半导体衬底进行刻蚀处理，以形成鳍中具有倾斜侧面的下部分结构；

在刻蚀处理后的半导体衬底上表面沉积氧化物并对其进行化学机械研磨处理，以裸露图形化后的所述硬介质掩膜层和所述掩膜侧壁，去除图形化后的所述硬介质掩膜层但保留所述掩膜侧壁，并在图形化后的所述硬介质掩膜层对应的位置处进行硅外延处理，以形成鳍中具有垂直侧面的上部分结构；

对所述半导体衬底上表面沉积的氧化物以及所述掩膜侧壁进行刻蚀处理，以裸露鳍中具有垂直侧面的上部分结构。

与现有的方案相比，在形成鳍结构时，先形成鳍中具有倾斜侧面的下部分结构，之后，通过硅外延处理形成鳍中具有垂直侧面的上部分结构。由于鳍中上部分结构是在下部分结构形成之后，且基于硅外延处理方式，外延材料的选择上范围更广，比如NMOS外延生长Si，而PMOS外延生长SiGe，或者都是SiGe，只是Ge的浓度不一样，因此，可形成上下部分异质，满足了NMOS和PMOS对沟道的不同要求。

附图说明

图1为现有技术中3T‐FinFet的简要结构示意图；

图2为现有技术中3T‐FinFet的等效电路示意图；