鰭式場效應管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鰭式場效應管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，工藝節(jié)點逐漸減小，高K介質(zhì)層和金屬柵電極得到了廣泛應用，并且，通過在高k介質(zhì)層和金屬柵電極之間形成具有不同功函數(shù)的金屬來獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當器件的特征尺寸(⑶，Critical Dimens1n)進一步下降時，常規(guī)的MOS場效應管的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)無法滿足對器件性能的需求，鰭式場效應管(Fin FET)作為常規(guī)器件的替代得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場效應管的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，包括:半導體襯底10，所述半導體襯底10上形成有凸出的鰭部14，鰭部14 一般是通過對半導體襯底10刻蝕后得到的；第一介質(zhì)層11，覆蓋所述半導體襯底10的表面以及鰭部14的側(cè)壁的一部分；金屬柵極結(jié)構(gòu)12，橫跨在所述鰭部14上，覆蓋所述鰭部14的頂部和側(cè)壁，金屬柵極結(jié)構(gòu)12包括位于鰭部側(cè)壁和表面的高K柵介質(zhì)層(圖中未示出)和位于高K柵介質(zhì)層上的金屬柵電極(圖中未示出)；第二介質(zhì)層(圖中未示出)，覆蓋所述第一介質(zhì)層11表面和鰭部14，第二介質(zhì)層的表面與金屬柵極結(jié)構(gòu)12的表面齊平。
[0004]然而，隨著工藝節(jié)點的進一步縮小，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性有待進一步提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是提供一種鰭式場效應管的形成方法，能有效提高鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應管的形成方法，包括:提供具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的基底，所述基底表面形成有多個鰭狀結(jié)構(gòu)，其中，所述第一區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)后續(xù)被去除，所述第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)后續(xù)用于形成鰭部；形成位于所述鰭狀結(jié)構(gòu)表面的第一掩模層，所述第一掩膜板具有長邊方向與鰭狀結(jié)構(gòu)的長度方向一致的第一開口，且所述第一開口暴露出部分位于第一區(qū)域內(nèi)并與第二區(qū)域相鄰的鰭狀結(jié)構(gòu)；沿所述第一開口去除所述鰭狀結(jié)構(gòu)，直至暴露出基底表面；形成位于所述鰭狀結(jié)構(gòu)表面的第二掩模層，所述第二掩模層覆蓋第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)，并暴露出第一區(qū)域剩余的鰭狀結(jié)構(gòu)；以所述第二掩模層為掩膜，刻蝕第一區(qū)域剩余的鰭狀結(jié)構(gòu)，保留第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)形成鰭部。
[0007]可選的，所述第一掩模層由具有方形的開口圖形的第一掩模板曝光、顯影后形成。
[0008]可選的，所述方形的開口圖形的形狀包括單一的方形、多個不同或相同大小的單一方形的組合形狀。
[0009]可選的，所述第一開口的長邊的長度大于等于第二區(qū)域的長度。
[0010]可選的，所述第一開口的短邊的長度至少大于鰭狀結(jié)構(gòu)的寬度。
[0011]可選的，所述第一開口的短邊的長度為相鄰鰭狀結(jié)構(gòu)之間節(jié)距的整數(shù)倍。
[0012]可選的，所述第二掩模層的長度與第二區(qū)域的長度相同，寬度大于等于第二區(qū)域的寬度。
[0013]可選的，當所述鰭部結(jié)構(gòu)為硬掩膜層時，還包括:以所述鰭部結(jié)構(gòu)為掩膜刻蝕所述基底形成鰭部。
[0014]可選的，還包括:形成位于所述鰭狀結(jié)構(gòu)表面的第二掩模層前，去除所述第一掩模層。
[0015]可選的，所述第二掩模層形成在所述第一掩模層表面。
[0016]可選的，還包括:去除第一區(qū)域的所有鰭狀結(jié)構(gòu)后，所述第二掩模層和第一掩模層在同一步驟中去除。
[0017]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:
[0018]由于采用步驟刻蝕的方式，先形成具有較好圖形質(zhì)量的第一掩模層以此為掩膜去除第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)以外周邊的部分鰭狀結(jié)構(gòu)，較好的保留住第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)；后續(xù)在以第二掩模層為掩膜去除剩余的第一區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)時，對第二區(qū)域內(nèi)的鰭部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量構(gòu)成影響的因素，即使第二掩模層的圖形較為復雜，質(zhì)量較差，也可以不對第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)造成損傷。因此，后續(xù)形成的鰭部的質(zhì)量較好，最終形成的鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場效應管的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2-圖3是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場效應管的形成過程的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實施例的鰭式場效應管的形成方法的流程示意圖；
[0022]圖5-圖18是本發(fā)明實施例的鰭式場效應管的形成過程的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]正如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性有待進一步提聞。
[0024]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)在形成鰭式場效應管的鰭部時，通常包括以下步驟:請參考圖2，第一區(qū)域I’的基底10表面的鰭狀結(jié)構(gòu)11后續(xù)被去除，第二區(qū)域II’的基底10表面的鰭狀結(jié)構(gòu)11后續(xù)用于形成鰭部；形成覆蓋第一區(qū)域I’的鰭狀結(jié)構(gòu)11但暴露出第二區(qū)域II’的鰭狀結(jié)構(gòu)11的掩模層12 ;請參考圖3，以所述掩模層12 (如圖2所示)為掩膜刻蝕所述第二區(qū)域II’的鰭狀結(jié)構(gòu)11，保留第一區(qū)域I’的基底10表面的鰭狀結(jié)構(gòu)11，形成鰭部。
[0025]然而，在采用上述方法形成鰭式場效應管的鰭部時，直接以掩模層12為掩?？涛g第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)11，由于形成掩模層12的掩模板中的圖形復雜多樣，形成的掩模層12的圖形也較為復雜，受光刻工藝的限制，可能存在較多的圓角(Corner Rounding)等現(xiàn)象，圖形質(zhì)量變差，使得第二區(qū)域II中的鰭狀結(jié)構(gòu)11也被刻蝕，嚴重情況下甚至造成鰭部結(jié)構(gòu)11沿長度方向發(fā)生斷裂或者鰭部結(jié)構(gòu)11的長度不符合規(guī)范，存在過長或過短的情況，使得后續(xù)形成的鰭部沿長度L方向的質(zhì)量較差，導致后續(xù)形成的鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性差。
[0026]經(jīng)過進一步研究，本申請?zhí)峁┝艘环N鰭式場效應管的形成方法，在形成鰭部時，通過兩次掩模層形成，以形成長度方向具有良好形貌的鰭部，從而提高鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性。
[0027]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0028]請參考圖4，本發(fā)明實施例的鰭式場效應管的形成方法，包括:
[0029]步驟S21，提供具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的基底，所述基底表面形成有多個鰭狀結(jié)構(gòu)，其中，所述第一區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)后續(xù)被去除，所述第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)后續(xù)用于形成鰭部;
[0030]步驟S22，形成位于所述鰭狀結(jié)構(gòu)表面的第一掩模層，所述第一掩模層具有長邊方向與鰭狀結(jié)構(gòu)的長度方向一致的第一開口，且所述第一開口暴露出部分位于第一區(qū)域內(nèi)并與第二區(qū)域相鄰的鰭狀結(jié)構(gòu)；
[0031]步驟S23，沿所述第一開口去除所述鰭狀結(jié)構(gòu)，直至暴露出基底表面；
[0032]步驟S24，形成位于所述鰭狀結(jié)構(gòu)表面的第二掩模層，所述第二掩模層覆蓋第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)，并暴露出第一區(qū)域剩余的鰭狀結(jié)構(gòu)；
[0033]步驟S25，以所述第二掩模層為掩膜刻蝕第一區(qū)域剩余的鰭狀結(jié)構(gòu)，保留第二區(qū)域的鰭狀結(jié)構(gòu)形成鰭部。
[0034]具體地，請參考圖5和圖6，其中，圖6為圖5沿A-A’方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。提供具有第一區(qū)域I和第二區(qū)域II的基底100，所述基底100表面形成有多個鰭狀結(jié)構(gòu)101，其中，所述第一區(qū)域I的鰭狀結(jié)構(gòu)101后續(xù)被去除，所述第二區(qū)域II的鰭狀結(jié)構(gòu)101后續(xù)用于形成鰭部。
[0035]所述基底100用于為后續(xù)工藝提供平臺。在本發(fā)明的實施例中，所述基底100包括半導體襯底(未標示)，所述半導體襯底為絕緣體上娃(SOI)襯底或娃襯底。
[0036]所述鰭狀結(jié)構(gòu)101形成于基底100的第一區(qū)域I和第二區(qū)域II表面，其中，第一區(qū)域I的鰭狀結(jié)構(gòu)101后續(xù)被去除，第二區(qū)域II的鰭狀結(jié)構(gòu)101用于后續(xù)形成鰭部。例如后續(xù)以鰭狀結(jié)構(gòu)101為掩膜刻蝕基底100內(nèi)的半導體襯底，形成鰭部；或者直接由鰭狀結(jié)構(gòu)101形成鰭部。在本發(fā)明的實施例中，所述鰭狀結(jié)構(gòu)101為硬掩膜層(Hard Mask)，其材料為氮化硅，用于在后續(xù)作為形成鰭部時的掩膜。
[0037]需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，當直接由鰭狀結(jié)構(gòu)101形成鰭部時，所述鰭狀結(jié)構(gòu)101的材料為半導體材料，例如硅、鍺硅、砷化鎵等，在此不再贅述。
[0038]請結(jié)合參考圖7和圖8，其中，圖8為圖7沿A-A’方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。形成位于所述鰭狀結(jié)構(gòu)101表面的第一掩模層102，所述第一掩模層102具有長邊方向與鰭狀結(jié)構(gòu)101的長度方向一致的第一開口 103，且所述第一開口 103暴露出部分位于第一區(qū)域I內(nèi)并與第二區(qū)域II相鄰的鰭狀結(jié)構(gòu)101。
[0039]如前文所述，現(xiàn)有技術(shù)在刻蝕第一區(qū)域I’的鰭狀結(jié)構(gòu)11 (如圖2所示)時，由于直接以掩模層12為掩模刻蝕第二區(qū)域II’的鰭狀結(jié)構(gòu)11，其復雜的質(zhì)量較差的圖形嚴重影響了后續(xù)形成的鰭部的質(zhì)量，最終導致形成的鰭式場效應管的性能穩(wěn)定性差。經(jīng)過研究，本申請采用分步驟刻蝕的方式，先形成具有較好圖形質(zhì)量的第一掩模層102，以此為掩膜去除第二區(qū)域II的鰭狀結(jié)構(gòu)101以外周邊的部分鰭狀結(jié)構(gòu)101，較好的保留住第二區(qū)域II的鰭狀結(jié)構(gòu)101 ;后續(xù)在以第二掩模層為掩膜去除剩余的第一區(qū)域I的鰭狀結(jié)構(gòu)101時，即使第二掩模層的圖形較為復雜，質(zhì)量較差，也可以不對第二區(qū)域II的鰭狀結(jié)構(gòu)101造成損傷。
[0040]所述第一掩模層102用于去除部分位于第二區(qū)域II周圍的鰭狀結(jié)構(gòu)101，以使第二區(qū)域II內(nèi)的鰭狀結(jié)構(gòu)101得以完整的保留。本發(fā)明的實施例中，所述第一掩模層102由光阻材料經(jīng)具有方形開口圖形的第一掩模板曝光、顯影后形成，所述第一掩模層102的第一開口 103側(cè)壁處的質(zhì)量較好，形成的所述第一開口 103的形狀也較為規(guī)則，所述規(guī)則的第一開口 103暴露出第二區(qū)域II周圍的鰭狀結(jié)構(gòu)101，但并未暴露出第二區(qū)域II內(nèi)的鰭狀結(jié)構(gòu)101。因此，后續(xù)沿規(guī)則的所述第一開口 103進行刻蝕工藝時，不會對第二區(qū)域II內(nèi)的鰭狀結(jié)構(gòu)101造成損傷，使其得以完整保留。
[0041]需要說明的是，在本發(fā)明的實施例中，所述