鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體形成領(lǐng)域，尤其是涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成電路(簡稱1C)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是進(jìn)入亞微特征尺寸領(lǐng)域后， 傳統(tǒng)集成電路尺寸不斷縮小，半導(dǎo)體元件的尺寸也須相應(yīng)變小。
[0003] 然而，如M0S晶體管通過在柵極施加電壓，調(diào)節(jié)通過溝道區(qū)域的電流來產(chǎn)生開關(guān) 信號(hào)，但當(dāng)半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入45納米以下節(jié)點(diǎn)時(shí)，傳統(tǒng)的平面式M0S晶體管對(duì)溝道電流的控 制能力變?nèi)酰斐蓢?yán)重的漏電流。常規(guī)的M0S晶體管已經(jīng)無法滿足對(duì)器件性能的需求，多柵 器件作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。
[0004] 鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET)是一種新興的多柵器件。參考圖1所示，常規(guī)的Fin FET包括：半導(dǎo)體襯底1;位于半導(dǎo)體襯底1上的鰭片3;位于半導(dǎo)體襯底1上的氧化物層2; 依次位于氧化物層2表面且橫跨鰭片3的柵氧化物層(未示出）和柵極4;位于鰭片3兩側(cè) 的鰭間側(cè)墻6;位于柵極4兩側(cè)的柵極側(cè)墻5;位于柵極4及柵極側(cè)墻5兩側(cè)鰭片3內(nèi)的源 /漏極31。
[0005] 對(duì)于FinFET，鰭片3的頂部以及兩側(cè)的側(cè)壁與柵極相接觸的部分都成為溝道區(qū)， 即具有多個(gè)柵，有利于增大驅(qū)動(dòng)電流，改善器件性能。
[0006] 請(qǐng)結(jié)合參考圖2所示，F(xiàn)inFET的制備工藝如下：
[0007] 先刻蝕在半導(dǎo)體襯底1形成多個(gè)鰭片3;之后在半導(dǎo)體襯底1上形成氧化物層2; 去除部分厚度的氧化物層2,使得鰭片3上端露出所述氧化物層2后，在所述鰭片3與氧化 物層2上方依此形成柵極介電層和半導(dǎo)體材料層（圖中未顯示)，并在所述鰭片3以及半導(dǎo) 體材料層兩側(cè)形成如圖1所示的柵極側(cè)墻6和鰭間側(cè)墻5,并通過離子注入等方式形成源漏 極。
[0008] 然而在實(shí)際制備過程中，在刻蝕所述氧化物層2露出所述鰭片3后，在所述氧化物 層2表面，氧化物層2與鰭片3的交界處形成貼附于鰭片3側(cè)壁的殘留（footing) 21。在 后續(xù)FinFET制備的后續(xù)工藝中，所述殘留21會(huì)影響之后在所述鰭片3表面形成的柵極介 電層結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，從而影響最終形成的FinFET的性能。
[0009] 為此，在刻蝕沉積于所述鰭片上方的氧化物層，以露出所述鰭片上端工藝中，如何 確?？涛g工藝后去除附著于鰭片表面的氧化物層殘留是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明解決的問題是在鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備過程中，可有效提高刻蝕沉積于所 述鰭片上方的氧化物層的效率，避免氧化物層殘留附著在鰭片側(cè)壁上。
[0011] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：
[0012] 提供半導(dǎo)體襯底；
[0013] 刻蝕所半導(dǎo)體襯底，形成鰭片；
[0014] 在所述半導(dǎo)體襯底上形成氧化物層，且所述氧化物層覆蓋所述鰭片；
[0015] 刻蝕所述氧化物層，露出部分高度的鰭片，在露出部分的鰭片的側(cè)壁殘留有部分 氧化物層；
[0016] 向所述鰭片的側(cè)壁殘留的氧化物層內(nèi)注入離子；
[0017] 去除鰭片側(cè)壁注入離子的氧化物層。
[0018] 可選地，離子注入的能量為1~lOKev，劑量為1X1014~lX1016cnT2。
[0019] 可選地，所述離子包括N、He或Ar。
[0020] 可選地，離子注入的角度為與所述鰭片高度方向呈10~80°。
[0021] 可選地，離子注入角度為與所述鰭片高度方向呈30~60°。
[0022] 可選地，刻蝕去除鰭片側(cè)壁注入離子的氧化物層的工藝為濕法刻蝕工藝。
[0023] 可選地，所述濕法刻蝕工藝包括：采用氫氟酸水溶液作為刻蝕劑，所述氫氟酸水溶 液的體積濃度為〇. 1%~1%，溫度為20~60°C。
[0024] 可選地，所述濕法刻蝕的持續(xù)時(shí)間為10~60s。
[0025] 可選地，去除鰭片側(cè)壁注入離子的氧化物層之后，進(jìn)行退火工藝。
[0026] 可選地，所述退火工藝的溫度為30°C~200°C，持續(xù)退火時(shí)間為10~60s。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0028] 在刻蝕所述氧化物層，露出部分高度的鰭片后，向附著于鰭片側(cè)壁上殘留的氧化 物層內(nèi)注入離子，之后去除所述注入有離子的氧化物層?；谙蛩鲅趸飳觾?nèi)注入離子 后，所述離子使得所述氧化物層中的氧化物鍵聯(lián)斷裂，且不會(huì)形成新的鍵聯(lián)，進(jìn)而可有效提 高氧化物層的去除效率，避免殘留在鰭片側(cè)壁的氧化物層對(duì)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的后續(xù)制 備工藝造成不利影響，進(jìn)而提高最終形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。
[0029] 進(jìn)一步，注入所述氧化物層內(nèi)的離子采用Ar、N、He等氣體離子，所述氣體離子可 造成氧化物層中的氧化物鍵聯(lián)斷裂，但并不會(huì)形成新的鍵聯(lián)，從而在后續(xù)進(jìn)行退火工藝中， 可高效地去除剩余的注入在所述半導(dǎo)體襯底以及氧化物層內(nèi)離子，從而避免這些剩余離子 對(duì)半導(dǎo)體器件產(chǎn)生不良影響。
【附圖說明】
[0030] 圖1現(xiàn)有轄式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031] 圖2為圖1中鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備過程示意圖；
[0032] 圖3至圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 正如【背景技術(shù)】中所述，在鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備過程中，在刻蝕覆蓋于鰭片上方 的氧化物層，以露出部分高度的鰭片過程中，會(huì)在鰭片的側(cè)壁殘留部分氧化物層。這部分氧 化物層會(huì)直接影響后續(xù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能。分析其原因，可能是，在鰭式場(chǎng)效 應(yīng)晶體管制備過程中，基于所需形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)要求，以及工藝條件影響， 在所述鰭片上形成的氧化物的密度不同，基于不同部位的氧化物層密度差異，而造成后續(xù) 刻蝕不同部位的氧化物層的刻蝕速率差異。典型的例子比如：
[0034] 在鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備過程中，所述氧化物層的形成過程包括：在半導(dǎo)體器件 上形成鰭片后，首先會(huì)采用熱氧化工藝在半導(dǎo)體襯底以及鰭片表面形成熱氧化層，用以在 后續(xù)工藝中保護(hù)鰭片免受損傷；之后再在采用CVD(化學(xué)氣相沉積工藝)在已形成的熱氧化 層表面繼續(xù)沉積氧化物層。即覆蓋在所述鰭片和半導(dǎo)體襯底上的氧化物層包括了采用熱 氧化工藝形成的熱氧化層和后續(xù)采用CVD工藝形成的氧化物層。而熱氧化層的密度大于 采用CVD工藝形成的氧化物層，因而在刻蝕所述氧化物層時(shí)，在刻蝕熱氧化層時(shí)，與刻蝕采 用CVD工藝形成的氧化物層時(shí)，存有明顯刻蝕速率差異，熱氧化層的刻蝕速率明顯低于采 用CVD工藝形成的氧化物層，因而鰭片的表面會(huì)存留部分的氧化物層。而若加大刻蝕力度 以去除這層附著于鰭片上方的氧化物層，則可能出現(xiàn)過刻蝕現(xiàn)象，影響最終形成于半導(dǎo)體 襯底上方的氧化物層的質(zhì)量。
[0035] 基于附著于鰭片上方的這部分氧化物層已在刻蝕工藝中損傷，即使后續(xù)在鰭片表 面形成柵介質(zhì)層后，這部分已損傷的氧化物層仍會(huì)對(duì)后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件產(chǎn)生不良影 響。
[0036] 為此，本發(fā)明提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，在去除覆蓋于所述鰭片 表面氧化物層的同時(shí)避免過刻蝕產(chǎn)生，從而確保最終形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和性 能。
[0037] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂