[发明专利]一种鳍式场效应晶体管结构的形成方法

说明书

本发明公开了一种鳍式场效应晶体管结构的形成方法，包括以下步骤：步骤S01：提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上淀积一层金属薄膜；步骤S02：图形化金属薄膜；步骤S03：以氢氟酸和双氧水为刻蚀剂，对铺有金属薄膜图形的半导体衬底表面进行整片刻蚀，在原金属薄膜图形位置之间形成相对凸起的鳍部；步骤S04：在鳍部的顶部和侧壁形成横跨鳍部的栅极结构；其中，通过利用金属颗粒作为局域阴极和催化剂，与作为局域阳极的半导体衬底颗粒之间发生局域微观电化学反应，将金属薄膜图形下方区域的半导体衬底表面优先腐蚀形成凹陷，从而在原金属薄膜图形位置之间形成相对凸起的鳍部。本发明可以精确地控制鳍部的宽度和高度。

技术领域

本发明涉及集成电路工艺制造技术领域，更具体地，涉及一种鳍式场效应晶体管结构的形成方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，传统的平面器件已难以满足人们对高性能器件的需求。

鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)是一种立体型器件，包括在衬底上垂直形成的鳍以及与鳍相交的堆叠栅。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电口，同时也可以大幅缩短晶体管的闸长。

请参阅图1，图1是现有的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。如图1所示，鳍式场效应晶体管结构包括：位于底层的半导体衬底10，在所述半导体衬底10上形成有凸起的鳍部14，鳍部14一般是通过对半导体衬底10刻蚀得到的；介质层11覆盖在所述半导体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)。更多关于鳍式场效应晶体管的介绍请参考公开号为“US7868380B2”的美国专利。

现有鳍式场效应晶体管鳍部的形成方法，是先在半导体衬底上淀积硬掩模层，然后采用自对准的双重图形化(self-aligned double patterning，SADP)方法，依次刻蚀硬掩模层和半导体衬底，最后形成鳍部。然而，采用这种方法形成的鳍部，对其高度和宽度不好控制；并且，所形成的鳍部的边缘和侧壁的形貌均匀性差。这会使得鳍式场效应晶体管的阈值电压发生偏移，影响鳍式场效应晶体管的稳定性。

所以，急需找到一种新的鳍式场效应晶体管的形成方法，以消除现有技术存在的不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新的鳍式场效应晶体管结构的形成方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种鳍式场效应晶体管结构的形成方法，包括以下步骤：

步骤S01：提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上淀积一层金属薄膜；

步骤S02：图形化金属薄膜；

步骤S03：以氢氟酸和双氧水为刻蚀剂，对铺有金属薄膜图形的半导体衬底表面进行整片刻蚀，在原金属薄膜图形位置之间形成相对凸起的鳍部；

步骤S04：在鳍部的顶部和侧壁形成横跨鳍部的栅极结构；

其中，通过利用金属颗粒作为局域阴极和催化剂，与作为局域阳极的半导体衬底颗粒之间发生局域微观电化学反应，将金属薄膜图形下方区域的半导体衬底表面优先腐蚀形成凹陷，从而在原金属薄膜图形位置之间形成相对凸起的鳍部。

优选地，根据半导体衬底表面与金属薄膜图形表面之间在刻蚀速率上的相对差异，确定金属薄膜图形的宽度和高度尺寸，以精确控制所需形成的鳍部的宽度和高度。

优选地，步骤S03中，以金属薄膜被腐蚀干净作为刻蚀终点。

优选地，所述金属薄膜材料淀积厚度为50nm～200nm。