CN103377922A - 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法 - Google Patents

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103377922A
CN103377922A CN2012101210243A CN201210121024A CN103377922A CN 103377922 A CN103377922 A CN 103377922A CN 2012101210243 A CN2012101210243 A CN 2012101210243A CN 201210121024 A CN201210121024 A CN 201210121024A CN 103377922 A CN103377922 A CN 103377922A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fin formula
effect transistor
field effect
formation method
formula field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101210243A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103377922B (zh
Inventor
涂火金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN201210121024.3A priority Critical patent/CN103377922B/zh
Publication of CN103377922A publication Critical patent/CN103377922A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103377922B publication Critical patent/CN103377922B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

本发明公开了一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，采用回流工艺修补侧壁，由于回流工艺形成的回流层为选择性外延硅，其与鳍式结构具有相同的物化性质，同时可以很好的修补侧壁的平整度，从而大大的提高了器件的稳定性。

Description

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法。
背景技术
在先进互补金属氧化物半导体(CMOS)产业中，随着22nm及更小尺寸的到来，为了改善短沟道效应并提高器件的性能，鳍式场效应晶体管(FinField-effect transistor，FinFET)由其独特的结构被广泛的采用。
如图1a和图1b所示，其分别为鳍式场效应晶体管的主视图和左视图，鳍式场效应晶体管是具有一从衬底100突出的有源区域，此结构狭长，故被称为鳍式结构(fin)102，相邻两个鳍式结构102之间形成有浅沟道隔离101，鳍式结构102和STI101的表面形成有栅极结构103，源/漏区105位于鳍式结构102上，分别位于栅极结构103的两侧，沟道区104则位于栅极结构103下方，源/漏区105之间的有源区域中。
但是，在小尺寸中，Fin FET的结构只能使得相邻鳍式结构之间的距离更小，如此保证鳍式结构的侧壁的平整度(其在刻蚀时难以保证)就是一个很大的挑战，而侧壁的平整度会影响器件的稳定性，故能否解决这一问题，将决定器件的质量。
为了得到较光滑的鳍式结构的侧壁，大多采用的是氢气退火工艺，比如专利号为US20110068405的美国专利有涉及到该方法来平整鳍式结构的侧壁。然而，氢气退火时所需的温度是很高的，另一方面，由氢气退火虽然能够一定程度上改善平整度的问题，但是效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，以解决现有技术中的鳍式场效应晶体管的鳍式结构侧壁平整度较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：
提供衬底；
通过刻蚀工艺在所述衬底上形成多个鳍式结构；
对所述鳍式结构进行回流工艺，以在鳍式结构表面形成回流层。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，在所述形成多个鳍式结构工艺之后，对所述鳍式结构进行回流工艺之前，还包括如下步骤：
在相邻鳍式结构之间形成浅沟道隔离，其中所述浅沟道隔离的表面低于所述鳍式结构的表面，暴露鳍式结构的第一部分。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，对所述第一部分进行回流工艺。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述回流层为选择性外延硅层。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述回流层为选择性外延硅锗层。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述回流层经化学气相沉积工艺形成。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述化学气相沉积工艺的反应气体包括硅烷，氯化氢，乙硼烷和氢气。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述硅烷，氯化氢和乙硼烷流量皆为1sccm～1000sccm。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述氢气流量为0.1slm～50slm。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述化学气相沉积工艺的温度为500℃～800℃。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述化学气相沉积工艺的压强为1torr～100torr。
进一步的，在所述的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述回流层的厚度为1埃～30埃。
一种利用上述鳍式场效应晶体管的形成方法制得的鳍式场效应晶体管，包括：
衬底，所述衬底具有鳍式结构；
所述鳍式结构表面形成有回流层。
与现有技术相比，在本发明提供的鳍式场效应晶体管及其形成方法中，采用回流工艺修补侧壁，由于回流工艺形成的回流层为选择性外延硅，其与鳍式结构具有相同的物化性质，同时可以很好的修补侧壁的平整度，从而大大的提高了器件的稳定性。
附图说明
图1a～1b为现有技术的鳍式场效应晶体管的横截面示意图；
图2～图3为本发明实施例的鳍式场效应晶体管的形成方法的横截面示意图；
图4为图3中301的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的鳍式场效应晶体管的形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图2，提供衬底200，所述衬底200可以为硅衬底，或者掺杂锗之类的衬底，或者绝缘层上覆硅(SOI)等，可以包括各类掺杂区，深埋层等。在本实施例中，经现有可行工艺刻蚀衬底200形成多个鳍式结构201。在相邻鳍式结构201之间形成浅沟道隔离(STI)202，所述STI202可为氮化硅等绝缘材料，其中所述STI202的上表面低于所述鳍式结构201的上表面，暴露出来鳍式结构的第一部分201a，相应的记贴靠STI202的部分鳍式结构为第二部分201b。
所述鳍式结构201的第一部分201a之间为凹陷(recess)，最优效果为凹陷的侧壁203光滑平整且与STI202表面垂直，然而这在实际生产中是很难达到的。
请参考图3，在形成STI之后，在第一部分201a表面生长一层回流层300，所述回流层300为选择性外延硅，其与鳍式结构具有相同的物化性质。
具体的，所述回流层300经化学气相沉积工艺(CVD)形成，所述化学气相沉积工艺的反应气体包括硅烷(SiH4)、二氯硅烷(SiH2Cl2，DCS)或者二者的混合，以及氯化氢(HCl)，乙硼烷(B2H6)和氢气(H2)，其中所述硅烷和/或DCS，氯化氢，乙硼烷的流量皆为1sccm～1000sccm，所述氢气的流量为0.1slm～50slm。所述化学气相沉积工艺可在温度为500℃～800℃，压强为1torr～100torr的条件下进行，以形成厚度为1埃～30埃的回流层200。
在另一实施例中，可以形成硅锗(Si1-xGex)选择性外延回流层，其中x为0～0.2。
下面将截取图3中鳍式结构的第一部分201a和与其直接接触的回流层300所构成的局部区域301进行放大，予以详细说明。
请参考图4，通常，侧壁203非常的不平整，本发明实施例通过生长一层回流层300对鳍式结构第一部分201a(即侧壁)进行了修补，如图中所示，回流层300的表面400将比侧壁203平整的多，通常趋近于竖直(即相对于STI垂直)结构，其优化是非常显著的。
在此基础上，便可继续进行形成栅极、源极和漏极等工艺，形成具有较佳平整度侧壁的鳍式场效应晶体管，即，一种鳍式场效应晶体管，包括：衬底，所述衬底具有鳍式结构；所述鳍式结构表面形成有回流层；其源/漏区和栅极结构和常规鳍式场效应晶体管相似/相同，本申请对此不再赘述。
在本实施例提供的鳍式场效应晶体管及其形成方法中，采用回流工艺修补侧壁，由于回流工艺形成的回流层为选择性外延硅，其与鳍式结构具有相同的物化性质，同时可以很好的修补侧壁的平整度，从而大大的提高了器件的稳定性。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
通过刻蚀工艺在所述衬底上形成多个鳍式结构；
对所述鳍式结构进行回流工艺，以在鳍式结构表面形成回流层。
2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在所述形成多个鳍式结构工艺之后，对所述鳍式结构进行回流工艺之前，还包括如下步骤：
在相邻鳍式结构之间形成浅沟道隔离，其中所述浅沟道隔离的表面低于所述鳍式结构的表面，暴露出鳍式结构的第一部分。
3.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，对所述第一部分进行回流工艺。
4.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述回流层为选择性外延硅层。
5.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述回流层为选择性外延硅锗层。
6.如权利要求4所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述回流层经化学气相沉积工艺形成。
7.如权利要求6所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺的反应气体包括硅烷，氯化氢，乙硼烷和氢气。
8.如权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述硅烷，氯化氢和乙硼烷流量皆为1sccm～1000sccm。
9.如权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氢气流量为0.1slm～50slm。
10.如权利要求6所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺的温度为500℃～800℃。
11.如权利要求6所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述化学气相沉积工艺的压强为1torr～100torr。
12.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述回流层的厚度为1埃～30埃。
13.一种利用权利要求1至12中的任一项鳍式场效应晶体管的形成方法制得的鳍式场效应晶体管，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底具有鳍式结构；
所述鳍式结构表面形成有回流层。
CN201210121024.3A 2012-04-23 2012-04-23 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法 Active CN103377922B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210121024.3A CN103377922B (zh) 2012-04-23 2012-04-23 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210121024.3A CN103377922B (zh) 2012-04-23 2012-04-23 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103377922A true CN103377922A (zh) 2013-10-30
CN103377922B CN103377922B (zh) 2015-12-16

Family

ID=49462870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210121024.3A Active CN103377922B (zh) 2012-04-23 2012-04-23 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103377922B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107785315A (zh) * 2016-08-26 2018-03-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101180737A (zh) * 2003-12-30 2008-05-14 飞兆半导体公司 功率半导体器件及制造方法
CN101199042A (zh) * 2005-06-21 2008-06-11 英特尔公司 半导体器件结构及形成半导体结构的方法
US20090085169A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Willy Rachmady Method of achieving atomically smooth sidewalls in deep trenches, and high aspect ratio silicon structure containing atomically smooth sidewalls
US20090184358A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-23 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw (Imec) Method for fabricating a semiconductor device and the semiconductor device made thereof
CN102034868A (zh) * 2009-09-24 2011-04-27 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体装置及场效应晶体管
CN102104067A (zh) * 2009-12-17 2011-06-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种外延生长源/漏区的晶体管及制造方法
CN102347350A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 中国科学院微电子研究所 一种半导体结构及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101180737A (zh) * 2003-12-30 2008-05-14 飞兆半导体公司 功率半导体器件及制造方法
CN101199042A (zh) * 2005-06-21 2008-06-11 英特尔公司 半导体器件结构及形成半导体结构的方法
US20090085169A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Willy Rachmady Method of achieving atomically smooth sidewalls in deep trenches, and high aspect ratio silicon structure containing atomically smooth sidewalls
US20090184358A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-23 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw (Imec) Method for fabricating a semiconductor device and the semiconductor device made thereof
CN102034868A (zh) * 2009-09-24 2011-04-27 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体装置及场效应晶体管
CN102104067A (zh) * 2009-12-17 2011-06-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种外延生长源/漏区的晶体管及制造方法
CN102347350A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 中国科学院微电子研究所 一种半导体结构及其制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107785315A (zh) * 2016-08-26 2018-03-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法
CN107785315B (zh) * 2016-08-26 2020-05-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103377922B (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200259002A1 (en) Punch through stopper in bulk finfet device
US9530638B2 (en) Method to grow thin epitaxial films at low temperature
CN105448991A (zh) 晶体管及其形成方法
CN103985711A (zh) 具有减少的寄生电容量的FinFET及其制造方法
CN103515282A (zh) 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法
TWI695506B (zh) 金氧半導體與形成方法
CN102376769A (zh) 超薄体晶体管及其制作方法
CN109427591A (zh) 半导体器件及其形成方法
CN105514158A (zh) 半导体结构和测试结构的形成方法、测试方法
CN101859796B (zh) 具有原位掺杂源漏的mos管结构及其形成方法
CN102931232B (zh) Nmos晶体管及其形成方法
CN104752216A (zh) 晶体管的形成方法
CN106952909A (zh) 半导体结构及其形成方法
CN103107070A (zh) 半导体装置及制作外延层的方法
CN103377922B (zh) 一种鳍式场效应晶体管及其形成方法
CN102637601A (zh) 一种具有掩埋沟道的mos晶体管形成方法
CN106952819B (zh) 鳍式场效应晶体管的形成方法
CN105655383A (zh) 半导体结构及其形成方法
CN102005373A (zh) 栅极及功率场效应管的制造方法
US8415224B2 (en) Method of fabricating a semiconductor device including forming trenches having particular structures
CN103377898B (zh) 半导体器件的形成方法、鳍式场效应管的形成方法
CN103426766B (zh) Pmos晶体管及其形成方法
CN103367159A (zh) 半导体结构的形成方法
CN103515420B (zh) 半导体器件及其形成方法
CN107665807B (zh) 一种半导体器件及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant