优化鳍式场效晶体管结构的方法以及鳍式场效晶体管与流程

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种优化鳍式场效晶体管结构的方法以及鳍式场效晶体管。

背景技术：

对于鳍式场效应晶体管(FinFET，也称为鳍型场效应晶体管)，美国专利US7187042B2提出通过鳍一侧的表面处理，可以在鳍两侧形成不同厚度的栅极介质层。这种不对称结构用于后栅(back gate)结构。

但是，诸如美国专利US7187042B2之类的现有技术还没有提出一种方案使得能够在鳍垂直方向上得到不同厚度的栅极介质层从而有效降低鳍有效沟道底部的漏电。

因此，希望能够提出一种方案使得能够在鳍垂直方向上得到不同厚度的栅极介质层从而有效降低鳍有效沟道底部的漏电。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种有效优化鳍式场效晶体管结构的方法以及根据该方法而制成的鳍式场效晶体管，能够在鳍垂直方向上得到不同厚度的栅极介质层从而有效降低鳍有效沟道底部的漏电。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种优化鳍式场效晶体管结构的方法，包括：

第一步骤：在衬底上形成鳍结构；

第二步骤：在衬底上沉积氧化硅层，并且对氧化硅层进行平坦化以使得氧化硅层的表面与鳍结构顶部齐平；

第三步骤：对氧化硅层进行第一次氧化硅回刻以露出鳍结构的上部鳍段；

第四步骤：对上部鳍段进行表面处理，以使得上部鳍段的表面为经表面处理的表面；

第五步骤：对氧化硅层进行第二次氧化硅回刻以露出鳍结构的中部鳍段；

第六步骤：通过氧化在上部鳍段和中部鳍段的暴露表面上形成栅极介质层；

第七步骤：沉积栅极材料。

优选地，鳍结构顶部形成有保护层，作为刻蚀停止层。进一步优选地，保护层的材料为SiN和/或SiON。

优选地，第四步骤的所述表面处理是氮气等离子表面处理。进一步优选地，第六步骤中，上部鳍段表面上的栅极介质层厚度相对较薄，中部鳍段表面上的栅极介质层厚度相对较厚。

优选地，第四步骤的所述表面处理是硅或氩的离子注入。进一步优选地，第六步骤中，上部鳍段表面上的栅极介质层厚度相对较厚，中部鳍段表面上的栅极介质层厚度相对较薄。

根据本发明的优化鳍式场效晶体管结构的方法在鳍垂直方向上得到不同厚度的栅极介质层，有效降低鳍有效沟道底部的漏电；其中鳍垂直方向栅极介质层顶部较薄而底部较厚，或者顶部较厚而底部较薄，可以改变降低鳍有效沟道的漏电。

为了实现上述技术目的，根据本发明，还提供了一种采用根据上述优化鳍式场效晶体管结构的方法制成的鳍式场效晶体管。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的第一步骤。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的第二步骤。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的第三步骤。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的第四步骤。

图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的第五步骤。

图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的第六步骤和第七步骤。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图1至图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法的各个步骤。

如图1至图6所示，根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法包括：

第一步骤：在衬底100上形成鳍结构200；

第二步骤：在衬底100上沉积氧化硅层300，并且对氧化硅层300进行平坦化以使得氧化硅层的表面与鳍结构200顶部齐平；

第三步骤：对氧化硅层300进行第一次氧化硅回刻以露出鳍结构200的上部鳍段21；

第四步骤：对上部鳍段21进行表面处理，以使得上部鳍段21的表面为经表面处理的表面300；

具体地，所述表面处理是氮气等离子表面处理(氮的引入可以使形成的栅极介质层变薄，附图示出了氮气等离子表面处理的示例)。可替换地，所述表面处理是硅或氩的离子注入(硅或氩的引入可以使形成的栅极介质层变厚，这种情况未在附图中具体示出)。

第五步骤：对氧化硅层300进行第二次氧化硅回刻以露出鳍结构200的中部鳍段22；

第六步骤：通过氧化在上部鳍段21和中部鳍段22的暴露表面上形成栅极介质层400；

在附图的示例中，由于已经对上部鳍段21进行氮气等离子表面处理，所以上部鳍段21表面上的栅极介质层厚度相对较薄，中部鳍段22表面上的栅极介质层厚度相对较厚。

如果已经对上部鳍段21进行硅或氩的离子注入作为表面处理，则上部鳍段21表面上的栅极介质层厚度相对较厚，中部鳍段22表面上的栅极介质层厚度相对较薄。

第七步骤：沉积栅极材料500。

优选地，鳍结构200顶部形成有保护层，作为刻蚀停止层。优选地，保护层的材料为SiN和/或SiON，但是保护层的材料并不限于这两种材料。

根据本发明优选实施例的优化鳍式场效晶体管结构的方法在鳍垂直方向上得到不同厚度的栅极介质层，有效降低鳍有效沟道底部的漏电；其中鳍垂直方向栅极介质层顶部较薄而底部较厚，或者顶部较厚而底部较薄，可以改变降低鳍有效沟道的漏电。

根据本发明的另一优选实施例，还提供了一种采用根据上述优化鳍式场效晶体管结构的方法制成的鳍式场效晶体管。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。