鳍式场效应管的形成方法_2

文档序号:9689177阅读:来源:国知局
102的宽度尺寸不同,第二鳍部104的宽度尺寸偏离预定目标,造成工艺失效。
[0039]经研究发现,为了降低刻蚀工艺对第一初始鳍部101和第二初始鳍部102造成的刻蚀损伤,通常采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除部分厚度的第二初始鳍部102以形成第二鳍部104。然而,由于湿法刻蚀工艺具有各向同性特性,在刻蚀第二初始鳍部102顶部表面的同时,所述湿法刻蚀工艺还对第二初始鳍部102侧壁表面进行了刻蚀,进而导致形成的第二鳍部104宽度尺寸减小。
[0040]进一步研究发现,由于第一初始鳍部101和第二初始鳍部102为刻蚀初始衬底后形成的,第一初始鳍部101和第二初始鳍部102的顶部表面具有晶面(100),第一初始鳍部101和第二初始鳍部102的侧壁表面具有晶面(110),利用晶面(110)和晶面(100)表面特性的不同,在刻蚀工艺过程中,在第二初始鳍部102侧壁表面形成保护层,则能有效的防止第二初始鳍部102侧壁表面被刻蚀。
[0041]为此,本发明提供一种鳍式场效应管的形成方法,提供具有第一区域和第二区域的衬底,所述第一区域衬底表面形成有第一初始鳍部,所述第二区域衬底表面形成有第二初始鳍部,所述第一初始鳍部和第二初始鳍部具有第一高度,所述第一初始鳍部和第二初始鳍部顶部表面晶面为(100),所述第一初始鳍部和第二初始鳍部侧壁表面晶面为(110);形成覆盖于第一初始鳍部顶部表面和侧壁表面的掩膜层;采用刻蚀工艺刻蚀去除部分厚度的第二初始鳍部,形成具有第二高度的第二鳍部,且在刻蚀工艺过程中,第二初始鳍部侧壁表面被表面活性剂所覆盖,在第二初始鳍部侧壁表面形成表面活性剂膜,所述晶面(110)对表面活性剂的吸附能力大于晶面(100)对表面活性剂的吸附能力;去除所述表面活性剂膜以及掩膜层,第一初始鳍部为具有第一高度的第一鳍部。本发明在刻蚀过程中在第二初始鳍部侧壁表面形成表面活性剂膜,以防止刻蚀工艺对第二初始鳍部侧壁造成刻蚀,在形成具有不同高度鳍部的同时,使形成的鳍部具有良好的宽度尺寸。
[0042]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。
[0043]图3至图8为本发明另一实施例提供的鳍式场效应管形成过程的剖面结构示意图。
[0044]请参考图3,提供具有第一区域I和第二区域II的衬底200,所述第一区域I衬底200表面形成有第一初始鳍部201,所述第二区域II衬底200表面形成有第二初始鳍部202,所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部202具有相同的高度。
[0045]所述衬底200为后续形成鳍式场效应管提供工作平台。所述衬底200的材料为硅、锗、锗化硅、碳化硅或砷化镓,所述衬底200也可以为绝缘体上的硅衬底;所述衬底200表面还可以形成有若干界面层或外延层以提高鳍式场效应管的电学性能。
[0046]本实施例中,所述衬底200的材料为硅。
[0047]所述第一区域I用于定义后续形成的第一鳍部所在的工作平台区域,所述第二区域II用于定义后续形成的第二鳍部所在的工作平台区域,所述第一区域I和第二区域II可以相邻也可以相隔。本实施例中第一区域I和第二区域II相邻。
[0048]本实施例以后续形成的第一鳍部具有第一高度,第二鳍部具有第二高度,且第一鳍部的第一高度大于形成的第二鳍部的第二高度为例做示范性说明。
[0049]本实施例以第一初始鳍部201和第二初始鳍部202为分立的不同初始鳍部为例做示范性说明。采用干法刻蚀工艺刻蚀初始衬底形成表面具有第一初始鳍部201和第二初始鳍部202的衬底200。
[0050]所述干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括CF4、Si2F、HC1、HBr或Cl2中的一种或几种,所述刻蚀气体还包括He、Ar或N2。
[0051]所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部202为采用干法刻蚀工艺刻蚀初始衬底形成的。所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部202顶部表面晶面为(100),所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部202侧壁表面晶面为(110)。
[0052]作为一个实施例,形成所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部202的工艺步骤包括:提供初始衬底,所述初始衬底包括第一区域I和第二区域II,所述初始衬底表面形成有图形化的掩膜层;以所述图形化的掩膜层为掩膜,刻蚀部分厚度的初始衬底至形成衬底200,在第一区域I衬底200表面形成第一初始鳍部201,在第二区域II衬底200表面形成第二初始鳍部202。
[0053]所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部201具有相同的高度,此时的高度指的是:第一初始鳍部201、第二初始鳍部202顶部表面到衬底200表面的垂直距离。
[0054]在其他实施例中,也可以采用双重图形化法形成第一初始鳍部和第二初始鳍部,形成第一鳍部和第二鳍部的工艺步骤包括:提供初始衬底;在所述初始衬底表面形成图形化的牺牲层;形成覆盖于初始衬底表面以及图形化的牺牲层表面的侧墙膜;采用无掩膜刻蚀工艺回刻蚀所述侧墙膜,形成覆盖于牺牲层侧壁的侧墙;去除所述牺牲层;以所述侧墙为掩膜,刻蚀部分厚度的初始衬底至形成衬底,所述衬底包括第一区域和第二区域,第一区域衬底表面形成第一初始鳍部,第二区域衬底表面形成第二初始鳍部。
[0055]请参考图4,形成覆盖所述第一初始鳍部201和第二初始鳍部202的表面以及第一初始鳍部201和第二初始鳍部202之间的衬底200表面的隔离膜,且所述隔离膜顶部高于第一初始鳍部201和第二初始鳍部202顶部;平坦化所述隔离膜直至与第一初始鳍部201和第二初始鳍部202顶部齐平;回刻蚀去除部分厚度的隔离膜至形成隔离层203,且所述隔离层203顶部低于第一初始鳍部201和第二初始鳍部202顶部。
[0056]所述隔离层203用于隔离相邻的第一初始鳍部201和第二初始鳍部202,防止后续形成的第一鳍部和第二鳍部之间发生电连接;并且,所述隔离层203还用于保护衬底200,防止后续的刻蚀工艺对衬底200表面造成不必要的刻蚀。
[0057]所述隔离层203的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。采用流动性化学气相沉积(FCVD,Flowable CVD)工艺或高纵宽比化学气相沉积(HARP CVD)工艺形成所述隔离膜;采用化学机械抛光工艺,平坦化所述隔离膜。
[0058]在形成隔离层203后,第一初始鳍部201和第二初始鳍部202具有第一高度H1,所述第一高度H1指第一初始鳍部201顶部表面或第二初始鳍部202顶部表面至隔离层203顶部表面的垂直距离。
[0059]请参考图5,形成覆盖于第一初始鳍部201顶部表面和侧壁表面的掩膜层204。
[0060]本实施例中,为了降低工艺难度,所述掩膜层204覆盖于第一初始鳍部201顶部表面和侧壁表面外,所述掩膜层204还覆盖于第一区域I的隔离层203表面。
[0061]所述掩膜层204起到保护第一初始鳍部201的作用,防止后续刻蚀工艺对所述第一初始鳍部201造成不必要的刻蚀;同时后续刻蚀去除掩膜层204时,所述刻蚀工艺对掩膜层204和第一初始鳍部201具有较高的刻蚀选择比,避免去除掩膜层204的工艺对第一初始鳍部201造成刻蚀。
[0062]综合上述分析,所述掩膜层204的材料为光刻胶、氧化娃或氮化石圭。
[0063]本实施例以所述掩膜层204的材料为光刻胶为例做示范性说明,形成掩膜层204的工艺步骤包括:形成覆盖于第一初始鳍部201、第二初始鳍部202以及隔离层203表面的初始光刻胶层;对所述初始光刻胶层进行曝光显影处理,去除第二区域II的初始光刻胶层,在第一区域I形成掩膜层204,所述掩膜层204覆盖于第一初始鳍部201顶部表面和侧壁表面,所述掩膜层204还覆盖于第一区域I隔离层203表面。
[0064]请参考图6及图7,以所述掩膜层204为掩膜,刻蚀去除部分厚度的第二初始鳍部202,形成具有第二高度H2的第二鳍部205,且在刻蚀过程中,第二初始鳍部202侧壁表面被表面活性剂所覆盖,在第二初始鳍部202侧壁表面形成表面活性剂膜206,所述晶面(110)对表面活性剂的吸附能力大于晶面(100)对表面活性剂的吸附能力。
[0065]本实施例中,采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除部分厚度的第二初始鳍部202,且湿法刻蚀的刻蚀液体中溶解有表面活性剂。
[0066]表面活性剂的分子结构具有两亲性,即表面活性剂的分子结构一端为亲水基团(常为极性基团),另一端为疏水基团(常为非极性基团),其中,亲水基团指:具有溶于水、或容易与水亲和的原子团;疏水基团则相反,疏水基团指具有难溶于水、或难与水亲和的原子团。
[0067]所述表面活性剂为聚乙二醇辛基苯基醚(分子式为(C2H40)nC14H220)或聚乙二醇(分子式为 H0(CH2CH
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1