鳍式场效应晶体管的形成方法
【专利摘要】一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有第一介质层；刻蚀所述第一介质层，形成暴露出所述半导体衬底的第一开口；在所述第一开口内形成外延层，所述外延层填充满所述第一开口，所述外延层的载流子迁移率大于所述半导体衬底的载流子迁移率，所述外延层具有两端区域和中间区域，所述外延层两端区域的晶格缺陷多于中间区域的晶格缺陷；去除所述外延层的两端区域，形成第二开口，剩余外延层的中间区域构成半导体鳍部；在所述第二开口内形成第二介质层，所述第二介质层填充满所述第二开口。本发明的鳍式场效应晶体管的性能佳。
【专利说明】鳍式场效应晶体管的形成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
【背景技术】
[0002] M0S晶体管通过在栅极施加电压，调节通过沟道区域的电流来产生开关信号。但 当半导体技术进入30纳米以下节点时，传统的平面式M0S晶体管对沟道电流的控制能力变 弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管（FinFET)是一种新兴的的多栅器件，它一般包 括凸出于衬底表面的半导体鳍部、覆盖部分所述半导体鳍部的顶部和侧壁的栅极结构、和 位于所述栅极结构两侧的半导体鳍部内的源区和漏区。与平面M0S晶体管相比，鳍式场效 应晶体管能够在保持很低的截止电流的同时提高驱动电流，能够有效的抑制短沟道效应。
[0003] 另外，现有技术中为了提高M0S晶体管单位栅长的驱动电流，通常采用缩短沟道 长度和减小栅介质层厚度的方法，但随着M0S晶体管尺寸的缩小，采用上述手段来提高驱 动电流的技术障碍越来越多。为了缓和这种情况，使用高迁移率的半导体材料作为M0S晶 体管的沟道材料成为一种有效的手段。例如，由于锗或者硅锗的电子迁移率和空穴迁移率 都比硅的电子迁移率和空穴迁移率高，所以无论对NM0S晶体管还是PM0S晶体管采用锗或 者硅锗作为沟道材料都可以提升M0S晶体管的驱动电流。
[0004] 因此，结合了上述鳍式场效应晶体管结构和高迁移率半导体材料的异质外延鳍式 场效应晶体管（Hetero印itaxial FinFET)结构近来得到了较多研究。请参考图1，图1为 现有技术形成异质外延鳍式场效应晶体管的剖面结构示意图，包括：半导体衬底100,所述 半导体衬底100的材料为娃；位于所述半导体衬底100上的介质层101，所述介质层101具 有暴露出所述半导体衬底100的开口（未示出）；位于所述开口内的鳍部102,所述鳍部102 的材料为锗，所述鳍部102采用外延工艺形成。后续刻蚀所述介质层101，使所述鳍部102 凸出于所述介质层101的表面，形成覆盖所述鳍部102顶部和侧壁的栅极结构，再在所述栅 极结构两侧的鳍部102内形成源区和漏区。
[0005] 但是现有技术形成的异质外延鳍式场效应晶体管的性能不佳。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的问题是现有技术形成的异质外延鳍式场效应晶体管的性能不佳。
[0007] 为解决上述问题，本发明提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半 导体衬底，所述半导体衬底表面具有第一介质层；刻蚀所述第一介质层，形成暴露出所述半 导体衬底的第一开口；在所述第一开口内形成外延层，所述外延层填充满所述第一开口，所 述外延层的载流子迁移率大于所述半导体衬底的载流子迁移率，所述外延层具有两端区域 和中间区域，所述外延层两端区域的晶格缺陷多于中间区域的晶格缺陷；去除所述外延层 的两端区域，形成第二开口，剩余外延层的中间区域构成半导体鳍部；在所述第二开口内形 成第二介质层，所述第二介质层填充满所述第二开口。
[0008] 可选的，所述半导体衬底的材料为硅，所述外延层的材料为锗或者硅锗。
[0009] 可选的，在所述第一开口内形成外延层采用选择性外延工艺。
[0010] 可选的，所述选择性外延工艺为超高真空化学气相沉积或者分子束外延。
[0011] 可选的，所述外延层的载流子迁移率大于所述半导体衬底的载流子迁移率是指： 所述外延层的电子迁移率大于所述半导体衬底的电子迁移率、所述外延层的空穴迁移率大 于所述半导体衬底的空穴迁移率、或者所述外延层的电子迁移率和空穴迁移率分别大于所 述半导体衬底的电子迁移率和空穴迁移率。
[0012] 可选的，所述第一开口的形状为具有圆角的矩形。
[0013] 可选的，所述半导体衬底为（100)晶面，所述矩形的长边为〈100>晶向。
[0014] 可选的，所述外延层沿所述第一开口长边方向两端的圆角区域为所述外延层的两 端区域，所述外延层沿所述第一开口长边方向的中间区域为所述外延层的中间区域。
[0015] 可选的，所述第一介质层的材料为氧化硅。
[0016] 可选的，所述第二介质层的材料为氧化硅。
[0017] 可选的，在所述第二开口内形成第二介质层采用原子层沉积工艺。
[0018] 可选的，在所述第二开口内形成第二介质层采用可流动性化学气相沉积工艺。
[0019] 可选的，所述可流动性化学气相沉积工艺采用高密度等离子体化学气相沉积系 统、等离子体增强化学气相沉积系统或者次大气压化学气相沉积系统。
[0020] 可选的，去除所述外延层的两端区域的工艺包括：在所述外延层上形成阻挡层，所 述阻挡层暴露出所述外延层的两端区域；以所述阻挡层为掩膜，刻蚀所述外延层的两端区 域，直至暴露出所述半导体衬底表面；去除所述阻挡层。
[0021] 可选的，所述阻挡层为光刻胶层或者硬掩膜层。
[0022] 可选的，所述第二介质层覆盖所述半导体鳍部的顶表面。
[0023] 可选的，还包括，在所述第二开口内形成第二介质层后，研磨所述第二介质层，使 所述第二介质层表面平坦。
[0024] 可选的，还包括，在所述第二开口内形成第二介质层后，对所述半导体鳍部进行离 子注入，形成鳍式场效应晶体管的阱区。
[0025] 可选的，还包括，在形成鳍式场效应晶体管的阱区后，刻蚀所述第一介质层和所述 第二介质层，使所述半导体鳍部的顶表面高于所述第一介质层和所述第二介质层的顶表 面。
[0026] 可选的，还包括，形成覆盖部分所述半导体鳍部侧壁和顶表面的栅极结构；在所述 栅极结构两侧的半导体鳍部内形成源区和漏区。
[0027] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0028] 本发明实施例的鳍式场效应晶体管的形成方法中，刻蚀半导体衬底表面的第一介 质层，形成暴露出所述半导体衬底的第一开口，在所述第一开口内外延形成具有比所述半 导体衬底更高载流子迁移率的外延层。在外延层的形成过程中，由于晶体材料生长的自限 性，各个晶向的生长速率不同，后续形成的外延层具有规则的几何形状，而所述第一开口由 于光刻工艺的限制存在圆角效应（Corner rounding),在所述第一开口的圆角处，存在多 个晶向（Crystalline orientations),导致外延过程中，在所述圆角处产生大量晶格缺陷 (Crystalline defect)。本实施例中，采用刻蚀工艺去除具有大量晶格缺陷的外延层两端 区域，而保留所述外延层的中间区域，作为后续形成的鳍式场效应晶体管的半导体鳍部。由 于所述半导体鳍部的晶格缺陷较少，在后续的阱区、源区和漏区的离子注入过程中，不存在 由于大量晶格缺陷导致的掺杂离子扩散通道，避免了由于晶格缺陷导致的非共形的杂质分 布（Non conformal dopant distribution),有利于提高后续形成的鳍式场效应晶体管的 性能。
[0029] 进一步的，本发明实施例的鳍式场效应晶体管的形成方法中，所述外延层的材料 为锗或者硅锗，锗或者硅锗的电子迁移率和空穴迁移率分别大于硅材料的电子迁移率和空 穴迁移率，使得所形成异质外延鳍式场效应晶体管的驱动电流增加。
[0030] 进一步的，本发明实施例的鳍式场效应晶体管的形成方法中，在所述第二开口内 形成第二介质层采用原子层沉积工艺或者可流动性化学气相沉积工艺，填充能力好，可以 避免在填充过程中形成空隙和裂缝。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1是现有技术的异质外延鳍式场效应晶体管形成过程的剖面结构示意图；
[0032] 图2是现有技术的异质外延鳍式场效应晶体管形成过程的俯视图；
[0033] 图3至图13是本发明实施例的鳍式场效应晶体管形成过程的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034] 由【背景技术】可知，现有技术形成的异质外延鳍式场效应晶体管的性能不佳。
[0035] 本发明的发明人通过研究现有技术形成异质外延鳍式场效应晶体管的方法，请继 续参考图1，发现现有技术通过刻蚀半导体100表面上的介质层101形成开口（未图示)，再 在所述开口内外延具有更高载流子迁移率的半导体材料形成鳍部102。但现有技术在所述 开口内外延形成鳍部102时，并未考虑所述开口的形状对所形成的鳍部102的晶格质量的 影响。请参考图2,图2为现有技术的异质外延鳍式场效应晶体管形成过程的俯视图，由 于形所述开口的工艺通常采用光刻和刻蚀工艺，在光刻工艺过程中存在圆角效应（Corner rounding)，使得所形成的开口的顶角不是直角，而是具有一定曲率的弧形，导致后续在所 述开口内形成的鳍部102的两端区域102a存在大量晶格缺陷，后续在所述鳍部内形成阱区 的离子注入过程中，晶格缺陷作为掺杂离子的扩散通道，在所述两端区域l〇2a的掺杂深度 更深，导致掺杂离子具有非共形的杂质分布（Non conformal dopant distribution),继而 造成所形成的鳍式场效应晶体管的性能下降。
[0036] 基于以上研究，本发明的发明人提出了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，刻蚀 半导体衬底表面的第一介质层，形成暴露出所述半导体衬底的第一开口，在所述第一开口 内外延形成具有比所述半导体衬底更高载流子迁移率的外延层，去除具有大量晶格缺陷的 外延层两端区域，而保留所述外延层的中间区域，作为后续形成的鳍式场效应晶体管的半 导体鳍部。从而避免了在后续的离子注入过程中，大量晶格缺陷导致的非共形的掺杂分布， 有利于提高鳍式场效应晶体管的性能。
[0037] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施例做详细的说明。
[0038] 需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释 为对本发明的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放 大、缩小或其他改变。
[0039] 图3至图13是本发明实施例的鳍式场效应晶体管的形成过程的结构示意图。
[0040] 请参考图3,提供半导体衬底200,所述半导体衬底200表面具有第一介质层201。
[0041] 本实施例中，所述半导体衬底200为硅衬底或者绝缘体上硅衬底（SOI)，后续在所 述半导体衬底200上形成具有更高载流子迁移率的锗外延层或者硅锗外延层，作为待形成 鳍式场效应晶体管的沟道材料，以提高鳍式场效应晶体管的性能。在其他实施例中，所述半 导体衬底200也可以为锗衬底、硅锗衬底、砷化镓衬底或者绝缘体上锗衬底，后续在所述半 导体衬底200上形成具有更高载流子迁移率的外延层。
[0042] 所述第一介质层201的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者其他低介电常数(低 K)介质层，用于电学隔离，形成所述第一介质层201的工艺为化学气相沉积或者物理气相 沉积；当所述第一介质层201的材料为氧化硅时，所述第一介质层201还可以采用热氧化工 艺形成。本实施例中，所述第一介质层201的材料为氧化娃。
[0043] 请参考图4和图5,图5为图4的俯视图，刻蚀所述第一介质层201，形成暴露出所 述半导体衬底200的第一开口 202。
[0044] 具体的，在所述第一介质层201上形成图形化的光刻胶层(未图示)，所述图形化的 光刻胶层暴露出与待形成第一开口位置对应的第一介质层201表面，以所述图形化的光刻 胶层为掩膜，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一介质层201，直至暴露出所述半导体衬底200 表面，形成第一开口 202,去除所述图形化的光刻胶层。本实施例中，采用反应离子刻蚀工艺 刻蚀所述第一介质层201，所述反应离子刻蚀工艺采用CF 4和H2的混合气体、或者CHF3和02 的混合气体。
[0045] 所述第一开口 202暴露出所述半导体衬底200表面，后续在所述第一开口 202 内外延形成与所述半导体衬底200具有一致晶格结构的外延层。需要说明的是，在所述 第一开口 202的形成过程中，由于所述图形化的光刻胶层通常采用光刻工艺形成，但是光 源的衍射等原因容易导致光学光刻工艺所形成的图形化光刻胶层存在圆角效应（Corner rounding)，即光刻胶图形的顶角不是直角，而是具有一定曲率的弧形。继而以所述具有圆 角的图形化光刻胶层为掩膜刻蚀所述第一介质层201形成的第一开口 202也为具有圆角 的图形。请继续参考图5,本实施例中，所述第一开口 202的布图设计为矩形，但经光刻和 刻蚀工艺后所形成的第一开口 202的形状为具有圆角202a的矩形。本实施例中，所述半 导体衬底为（1〇〇)晶面，所述第一开口 202的矩形长边沿〈100>晶向，有利于后续外延层 的形成。但由于所述圆角202a的存在，在所述圆角202a处存在多个晶向（Crystalline orientations)，而由于晶体生长的自限性，后续形成的外延层具有规则的几何外形，容易 在所述圆角202a处产生大量晶格缺陷（Crystalline defect)。
[0046] 请参考图6和图7,图7为图6的俯视图，在所述第一开口 202 (参考图4)内形成 外延层203,所述外延层203填充满所述第一开口 202,所述外延层203的载流子迁移率大 于所述半导体衬底200的载流子迁移率。
[0047] 具体的，采用选择性外延工艺在所述第一开口 202内形成外延层203。所述选择 性外延工艺可以为分子束外延（MBE)或者超高真空化学气相沉积（UHVCVD)。所述选择性外 延工艺通过调节外延参数，利用外延材料在硅表面的吸附大于氧化物或者氮化物来实现外 延生长的选择性，在所述第一开口 202内生长具有相同或者类似晶格排列的单晶材料，使 所述单晶材料填充满所述第一开口 202,形成外延层203。所述外延层203的载流子迁移率 大于所述半导体衬底200的载流子迁移率，可以是所述外延层203的电子迁移率大于所述 半导体衬底200的电子迁移率，有利于提高NMOS晶体管的性能；也可以是所述外延层203 的空穴迁移率大于所述半导体衬底200的空穴迁移率，有利于提高PMOS晶体管性能；还可 以是所述外延层203的电子迁移率和空穴迁移率分别大于所述半导体衬底200的电子迁移 率和空穴迁移率，有利于同时提高NMOS晶体管和PMOS晶体管性能。本实施例中，所述半导 体衬底200的材料为硅，所述外延层203的材料为锗或者硅锗（SiGe)，锗和锗硅的电子迁移 率以及空穴迁移率均大于硅，构成异质外延结构，有利于同时提高NMOS晶体管和PMOS晶体 管的性能。本实施例中，形成所述外延层203采用超高真空化学气相沉积工艺，当所述外延 层203的材料锗时，反应气体包括GeH 4 ;当所述外延层203的材料为硅锗时，反应气体包括 SiH4和GeH4 ;反应温度为500摄氏度?800摄氏度。
[0048] 需要说明的是，本实施例中，所述第一开口 202的形状为具有圆角202a (参考图 5)的矩形，因此在所述第一开口 202内形成的外延层203也为具有圆角的矩形。由于晶体 材料生长的自限性，各个晶向的生长速率不同，例如锗和硅锗材料〈1〇〇>的生长速率最快、 〈11〇>次之，〈111>又次之，使得最终形成的外延层具有规则的几何图形表面，本实施例中， 所述第一开口 202的矩形长边沿〈100>晶向，矩形短边沿〈010>晶向，但由于所述圆角202a 的存在，在所述圆角202a处存在多个晶向，导致外延过程中，在所述圆角202a处产生大量 晶格缺陷。请继续参考图7,本实施例中，所述外延层203具有两端区域203a和中间区域 203b，所述两端区域203a是指所述外延层203沿所述第一开口 202长边方向两端的圆角 202a的区域，所述中间区域203b是指所述外延层203沿所述第一开口 202长边方向的中间 区域，由于所述圆角202a的存在，导致所述外延层203的两端区域203a的晶格缺陷多余中 间区域203b的晶格缺陷。所述外延层203的两端区域203a存在的大量晶格缺陷，在后续 形成阱区、源区和漏区的离子注入过程，晶格缺陷作为掺杂离子的扩散通道，在外延层203 的两端区域203a的掺杂深度更深，导致掺杂离子具有非共形的杂质分布（Non conformal dopant distribution),继而会造成所形成的鳍式场效应晶体管的性能下降。
[0049] 请参考图8和图9,图9为图8的俯视图，去除所述外延层203的两端区域203a (参考图7)，形成第二开口 205,剩余外延层203的中间区域203b (参考图7)构成半导体鳍 部 206。
[0050] 具体的，在所述半导体外延层203上形成阻挡层(未图示)，所述阻挡层暴露出所述 外延层203的两端区域203a。所述阻挡层可以为光刻胶层，所述光刻胶层采用光刻工艺形 成；所述阻挡层还可以为硬掩膜层，当所述阻挡层为硬掩膜层时，所述硬掩膜层采用光刻和 光刻后的刻蚀工艺形成。所述阻挡层覆盖所述外延层203的中间区域203b，暴露出所述外 延层203的两端区域203a。接着，以所述阻挡层为掩膜，采用干法刻蚀工艺，如反应离子刻 蚀工艺，去除所述外延层203的两端区域203a，直至暴露出所述半导体衬底200表面，形成 第二开口 205,剩余外延层203的中间区域203b构成半导体鳍部206。最后，去除所述阻挡 层。本实施例中，所述阻挡层204为硬掩膜层，可以减少后续刻蚀过程中对所述外延层203 中间区域203b的顶端的横向刻蚀，使刻蚀后中间区域203b的侧壁陡直。由于所述外延层 203的两端区域203a中存在大量缺陷，影响后续形成的鳍式场效应晶体管的性能，因此在 此步骤采用刻蚀工艺去除，仅保留所述外延层203的中间区域203b作为半导体鳍部206,后 续在所述半导体鳍部206的基础上形成鳍式场效应晶体管。
[0051] 请参考图10,在所述第二开口内205 (参考图8)内形成第二介质层207,所述第二 介质层207填充满所述第二开口 205。
[0052] 本实施例中，在所述第二开口 205内形成第二介质层207的工艺为可流动性化学 气相沉积（FCVD)，所述第二介质层207的材料为氧化硅。可流动性化学气相沉积通过增进 沉积材料的流动性，避免了在填充过程中形成的缺陷，避免在高深宽比沟槽的填充过程中 形成空隙和裂缝。所述可流动性化学气相沉积工艺可以采用高密度等离子体化学气相沉 积（HDP-CVD)系统、等离子体增强化学气相沉积（PECVD)系统或者次大气压化学气相沉积 (SACVD)系统。采用可流动性化学气相沉积工艺在所述第二开口 205内形成第二介质层207 后，所述第二介质层207填充满所述第二开口 205,所述第二介质层207还覆盖所述半导体 鳍部206的顶表面。本实施例中，在所述第二开口 206内形成第二介质层207后，还采用化 学机械抛光工艺研磨所述第二介质层207,使所述第二介质层207的表面平坦。
[0053] 在其他实施例中，在所述第二开口内形成第二介质层还可以采用原子层沉积工艺 (ALD)工艺。原子层沉积工艺通过化学吸附和单层生长形成沉积薄膜，其也具有较佳的填充 能力，避免了在高深宽比沟槽的填充过程中形成空隙和裂缝，减少了对后续形成的鳍式场 效应晶体管性能的影响。
[0054] 请参考图11，刻蚀所述第一介质层201和所述第二介质层207,使所述半导体鳍部 206的顶表面高于所述第一介质层201和所述第二介质层207的顶表面。
[0055] 本实施例中，在刻蚀所述第一介质层201和所述第二介质层207之前，对所述半导 体鳍部206进行离子注入，形成鳍式场效应晶体管的阱区(未示出）。当待形成鳍式场效应晶 体管为PM0S晶体管时，对所述半导体鳍部进行N型离子注入，形成N型阱区，所述N型离子 可以为磷离子、砷离子或者锑离子；当待形成鳍式场效应晶体管为NM0S晶体管时，对所述 半导体鳍部进行P型离子注入，形成P型阱区，所述P型离子可以为硼离子、铟离子或者镓 离子。由于本实施例中的半导体鳍部是由所述外延层203的中间区域203b构成(参考图7)， 具有大量晶格缺陷的两端区域203a已经被去除，不存在晶格缺陷导致的杂质扩散通道，离 子注入后所形成的阱区为共形的杂质分布，有利于提高后续形成的鳍式场效应晶体管的性 能。
[0056] 在对所述半导体鳍部206进行离子注入，形成阱区之后，采用干法刻蚀工艺，如反 应离子刻蚀工艺，刻蚀所述第一介质层201和所述第二介质层207,使所述半导体鳍部206 的顶表面高于所述第一介质层201和所述第二介质层207的顶表面。所述干法刻蚀工艺具 有较高的选择性，可以在刻蚀所述第一介质层201和所述第二介质层207的同时，对所述半 导体鳍部206的损伤较小。本实施例中，所述第一介质层201和所述第二介质层207的材 料均为氧化硅，在刻蚀工艺后，所述第一介质层201和所述第二介质层207的顶表面齐平。 使所述半导体鳍部206凸出于所述第一介质层201和所述第二介质层207的顶表面，有利 于后续形成栅极结构时，所述栅极结构可以覆盖部分所述半导体鳍部206的顶表面和侧壁 表面，形成多栅结构。
[0057] 请参考图12和图13,图13为图12的立体结构示意图，形成覆盖部分所述半导体 鳍部206侧壁和顶表面的栅极结构（未示出）；在所述栅极结构两侧的半导体鳍部206内形 成源区和漏区(未图示)。
[0058] 所述栅极结构包括覆盖部分所述半导体鳍部206侧壁和顶表面的栅介质层(未图 示)，位于所述栅介质层上的栅电极208,位于所述栅介质层和所述栅电极208侧壁表面的 侧墙209。当待形成鳍式场效应晶体管为NM0S时，在所述栅极结构两侧的半导体鳍部206 内形成N型的源区和漏区；当待形成鳍式场效应晶体管为PM0S时，在所述栅极结构两侧的 半导体鳍部206内形成P型源区和漏区。形成所述栅极结构、所述源区和漏区的工艺请参 考现有工艺，在此不再赘述。
[0059] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所 限定的范围为准。
【权利要求】
1. 一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括： 提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有第一介质层； 刻蚀所述第一介质层，形成暴露出所述半导体衬底的第一开口； 在所述第一开口内形成外延层，所述外延层填充满所述第一开口，所述外延层的载流 子迁移率大于所述半导体衬底的载流子迁移率，所述外延层具有两端区域和中间区域，所 述外延层两端区域的晶格缺陷多于中间区域的晶格缺陷； 去除所述外延层的两端区域，形成第二开口，剩余外延层的中间区域构成半导体鳍 部； 在所述第二开口内形成第二介质层，所述第二介质层填充满所述第二开口。
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，所述半导体衬底 的材料为娃，所述外延层的材料为锗或者娃锗。
3. 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，在所述第一开口 内形成外延层采用选择性外延工艺。
4. 如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述选择性外延 工艺为超高真空化学气相沉积或者分子束外延。
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，所述外延层的载 流子迁移率大于所述半导体衬底的载流子迁移率是指：所述外延层的电子迁移率大于所述 半导体衬底的电子迁移率、所述外延层的空穴迁移率大于所述半导体衬底的空穴迁移率、 或者所述外延层的电子迁移率和空穴迁移率分别大于所述半导体衬底的电子迁移率和空 穴迁移率。
6. 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，所述第一开口的 形状为具有圆角的矩形。
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，所述半导体衬底 为（100)晶面，所述矩形的长边为〈100>晶向。
8. 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，所述外延层沿所 述第一开口长边方向两端的圆角区域为所述外延层的两端区域，所述外延层沿所述第一开 口长边方向的中间区域为所述外延层的中间区域。
9. 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，所述第一介质层 的材料为氧化硅。
10. 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，所述第二介质层 的材料为氧化硅。
11. 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，在所述第二开口 内形成第二介质层采用原子层沉积工艺。
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，在所述第二开口 内形成第二介质层采用可流动性化学气相沉积工艺。
13. 如权利要求12所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述可流动性 化学气相沉积工艺采用高密度等离子体化学气相沉积系统、等离子体增强化学气相沉积系 统或者次大气压化学气相沉积系统。
14. 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，去除所述外延层 的两端区域的工艺包括：在所述外延层上形成阻挡层，所述阻挡层暴露出所述外延层的两 端区域；以所述阻挡层为掩膜，刻蚀所述外延层的两端区域，直至暴露出所述半导体衬底表 面；去除所述阻挡层。
15. 如权利要求14所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层为 光刻胶层或者硬掩膜层。
16. 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，所述第二介质层 覆盖所述半导体鳍部的顶表面。
17. 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，还包括，在所述 第二开口内形成第二介质层后，研磨所述第二介质层，使所述第二介质层表面平坦。
18. 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，还包括，在所述 第二开口内形成第二介质层后，对所述半导体鳍部进行离子注入，形成鳍式场效应晶体管 的阱区。
19. 如权利要求18所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括，在形成 鳍式场效应晶体管的阱区后，刻蚀所述第一介质层和所述第二介质层，使所述半导体鳍部 的顶表面高于所述第一介质层和所述第二介质层的顶表面。
20. 如权利要求19所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括，形成覆 盖部分所述半导体鳍部侧壁和顶表面的栅极结构；在所述栅极结构两侧的半导体鳍部内形 成源区和漏区。
【文档编号】H01L21/336GK104124166SQ201310156941
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】三重野文健 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司