鳍式场效应晶体管的形成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体形成领域，尤其是涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路(简称1C)制造技术的飞速发展，尤其是进入亚微特征尺寸领域后， 传统集成电路尺寸不断缩小，半导体元件的尺寸也须相应变小。
[0003] 然而，如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45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。常规的M0S晶体管已经无法满足对器件性能的需求，多栅 器件作为常规器件的替代得到了广泛的关注。
[0004] 鳍式场效应晶体管（FinFET)是一种新兴的多栅器件。参考图1所示，常规的Fin FET包括：半导体衬底1;位于半导体衬底1上的鳍片3;位于半导体衬底1上的氧化物层2; 依次位于氧化物层2表面且横跨鳍片3的栅氧化物层(未示出）和栅极4;位于鳍片3两侧 的鳍间侧墙6;位于栅极4两侧的栅极侧墙5;位于栅极4及栅极侧墙5两侧鳍片3内的源 /漏极31。
[0005] 对于FinFET，鳍片3的顶部以及两侧的侧壁与栅极相接触的部分都成为沟道区， 即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。
[0006] 请结合参考图2所示，FinFET的制备工艺如下：
[0007] 先刻蚀在半导体衬底1形成多个鳍片3;之后在半导体衬底1上形成氧化物层2; 去除部分厚度的氧化物层2,使得鳍片3上端露出所述氧化物层2后，在所述鳍片3与氧化 物层2上方依此形成栅极介电层和半导体材料层（图中未显示)，并在所述鳍片3以及半导 体材料层两侧形成如图1所示的栅极侧墙6和鳍间侧墙5,并通过离子注入等方式形成源漏 极。
[0008] 然而在实际制备过程中，在刻蚀所述氧化物层2露出所述鳍片3后，在所述氧化物 层2表面，氧化物层2与鳍片3的交界处形成贴附于鳍片3侧壁的残留（footing) 21。在 后续FinFET制备的后续工艺中，所述残留21会影响之后在所述鳍片3表面形成的栅极介 电层结构和质量，从而影响最终形成的FinFET的性能。
[0009] 为此，在刻蚀沉积于所述鳍片上方的氧化物层，以露出所述鳍片上端工艺中，如何 确保刻蚀工艺后去除附着于鳍片表面的氧化物层残留是本领域技术人员亟需解决的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明解决的问题是在鳍式场效应晶体管制备过程中，可有效提高刻蚀沉积于所 述鳍片上方的氧化物层的效率，避免氧化物层残留附着在鳍片侧壁上。
[0011] 为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：
[0012] 提供半导体衬底；
[0013] 刻蚀所半导体衬底，形成鳍片；
[0014] 在所述半导体衬底上形成氧化物层，且所述氧化物层覆盖所述鳍片；
[0015] 刻蚀所述氧化物层，露出部分高度的鳍片，在露出部分的鳍片的侧壁残留有部分 氧化物层；
[0016] 向所述鳍片的侧壁残留的氧化物层内注入离子；
[0017] 去除鳍片侧壁注入离子的氧化物层。
[0018] 可选地，离子注入的能量为1~lOKev，剂量为1X1014~lX1016cnT2。
[0019] 可选地，所述离子包括N、He或Ar。
[0020] 可选地，离子注入的角度为与所述鳍片高度方向呈10~80°。
[0021] 可选地，离子注入角度为与所述鳍片高度方向呈30~60°。
[0022] 可选地，刻蚀去除鳍片侧壁注入离子的氧化物层的工艺为湿法刻蚀工艺。
[0023] 可选地，所述湿法刻蚀工艺包括：采用氢氟酸水溶液作为刻蚀剂，所述氢氟酸水溶 液的体积浓度为〇. 1%~1%，温度为20~60°C。
[0024] 可选地，所述湿法刻蚀的持续时间为10~60s。
[0025] 可选地，去除鳍片侧壁注入离子的氧化物层之后，进行退火工艺。
[0026] 可选地，所述退火工艺的温度为30°C~200°C，持续退火时间为10~60s。
[0027] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
[0028] 在刻蚀所述氧化物层，露出部分高度的鳍片后，向附着于鳍片侧壁上残留的氧化 物层内注入离子，之后去除所述注入有离子的氧化物层。基于向所述氧化物层内注入离子 后，所述离子使得所述氧化物层中的氧化物键联断裂，且不会形成新的键联，进而可有效提 高氧化物层的去除效率，避免残留在鳍片侧壁的氧化物层对于鳍式场效应晶体管的后续制 备工艺造成不利影响，进而提高最终形成的鳍式场效应晶体管的性能。
[0029] 进一步，注入所述氧化物层内的离子采用Ar、N、He等气体离子，所述气体离子可 造成氧化物层中的氧化物键联断裂，但并不会形成新的键联，从而在后续进行退火工艺中， 可高效地去除剩余的注入在所述半导体衬底以及氧化物层内离子，从而避免这些剩余离子 对半导体器件产生不良影响。
【附图说明】
[0030] 图1现有轄式场效应晶体管的结构不意图；
[0031] 图2为图1中鳍式场效应晶体管的制备过程示意图；
[0032] 图3至图8是本发明一个实施例提供的鳍式场效应晶体管的形成方法的示意图。
【具体实施方式】
[0033] 正如【背景技术】中所述，在鳍式场效应晶体管制备过程中，在刻蚀覆盖于鳍片上方 的氧化物层，以露出部分高度的鳍片过程中，会在鳍片的侧壁残留部分氧化物层。这部分氧 化物层会直接影响后续形成的鳍式场效应晶体管的性能。分析其原因，可能是，在鳍式场效 应晶体管制备过程中，基于所需形成的鳍式场效应晶体管的结构要求，以及工艺条件影响， 在所述鳍片上形成的氧化物的密度不同，基于不同部位的氧化物层密度差异，而造成后续 刻蚀不同部位的氧化物层的刻蚀速率差异。典型的例子比如：
[0034] 在鳍式场效应晶体管制备过程中，所述氧化物层的形成过程包括：在半导体器件 上形成鳍片后，首先会采用热氧化工艺在半导体衬底以及鳍片表面形成热氧化层，用以在 后续工艺中保护鳍片免受损伤；之后再在采用CVD(化学气相沉积工艺)在已形成的热氧化 层表面继续沉积氧化物层。即覆盖在所述鳍片和半导体衬底上的氧化物层包括了采用热 氧化工艺形成的热氧化层和后续采用CVD工艺形成的氧化物层。而热氧化层的密度大于 采用CVD工艺形成的氧化物层，因而在刻蚀所述氧化物层时，在刻蚀热氧化层时，与刻蚀采 用CVD工艺形成的氧化物层时，存有明显刻蚀速率差异，热氧化层的刻蚀速率明显低于采 用CVD工艺形成的氧化物层，因而鳍片的表面会存留部分的氧化物层。而若加大刻蚀力度 以去除这层附着于鳍片上方的氧化物层，则可能出现过刻蚀现象，影响最终形成于半导体 衬底上方的氧化物层的质量。
[0035] 基于附着于鳍片上方的这部分氧化物层已在刻蚀工艺中损伤，即使后续在鳍片表 面形成栅介质层后，这部分已损伤的氧化物层仍会对后续形成的半导体器件产生不良影 响。
[0036] 为此，本发明提供了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，在去除覆盖于所述鳍片 表面氧化物层的同时避免过刻蚀产生，从而确保最终形成的鳍式场效应晶体管的结构和性 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