鳍式场效应管的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种鳍式场效应管的制作方法，包括：第一步骤：提供已经形成浅沟槽隔离和鳍式结构的晶圆；第二步骤：采用FCVD沉积氧化硅薄膜对浅沟槽进行部分填充；第三步骤：在晶圆上沉积一层致密的氮化硅薄膜层；第四步骤：通过干法刻蚀去除水平方向的氮化硅薄膜层，留下侧壁上的氮化硅薄膜层；第五步骤：通过湿法工艺去除沟槽里的氧化硅薄膜，将鳍式结构底部的硅衬底暴露出来；第六步骤：通过热氧化工艺对鳍式结构的底部进行氧化，形成氧化硅层绝缘层；第七步骤：去除侧壁剩余的氮化硅薄膜层；第八步骤：再次执行氧化硅薄膜的填充以完全填充浅沟槽，并对氧化硅薄膜进行平坦化；第九步骤：通过刻蚀将鳍式结构暴露出来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，更具体地说，本专利技术涉及一种鳍式场效应管的制作方法。
技术介绍
随着CMOS集成电路制造工艺的发展以及关键尺寸的缩小，很多新的方法被运用到器件制造工艺中，用以改善器件性能。例如，鳍式场效应管(FINFET)被广泛运用到器件制造工艺中。其中，鳍式场效应管根据衬底又可以分为SOI(绝缘体上硅)FINFET和体硅FINFET。SOIFINFET相比体硅FINFET有很多优点，其中最大的优势是实现了鳍式结构底部的氧化硅绝缘隔离，因此可以明显降低漏电流。而体硅FINFET通常使用传统的PN结隔离技术。但是，SOI衬底的成本远高于普通的体硅衬底。至20nm及以下的技术节点，普遍采用FCVD(FlowableCVD，可流动式化学气相沉积)对STI(浅沟槽)进行填充，FCVD最大的特点是底部的薄膜沉积速度更快。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种鳍式场效应管的制作方法，其中在体硅FINFET制作工艺的基础上实现鳍式结构底部的绝缘隔离，降低了漏电流，提高了器件性能。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，提供了一种鳍式场效应管的制作方法，包括：第一步骤：提供已经形成浅沟槽隔离和鳍式结构的晶圆；第二步骤：采用FCVD沉积氧化硅薄膜对浅沟槽进行部分填充；第三步骤：在晶圆上沉积一层致密的氮化硅薄膜层；第四步骤：通过干法刻蚀去除水平方向的氮化硅薄膜层，留下侧壁上的氮化硅薄膜层；第五步骤：通过湿法工艺去除沟槽里的氧化硅薄膜，将鳍式结构底部的硅衬底暴露出来；第六步骤：通过热氧化工艺对鳍式结构的底部进行氧化，形成氧化硅层绝缘层；第七步骤：去除侧壁剩余的氮化硅薄膜层；第八步骤：再次执行氧化硅薄膜的填充以完全填充浅沟槽，并对氧化硅薄膜进行平坦化；第九步骤：通过刻蚀将鳍式结构暴露出来。优选地，浅沟槽隔离的沟槽深度介于1000A-3000A之间。优选地，鳍式结构的宽度介于50A-200A之间。优选地，第二步骤对浅沟槽进行部分填充的填充高度低于沟槽深度的一半。优选地，鳍式结构的未被填充的部分大于在最终产品上需要暴露出的鳍式结构的高度。优选地，氮化硅薄膜层的厚度介于50A-300A之间。优选地，热氧化工艺的氧化时间和氧化深度根据鳍式结构的宽度确定。优选地，第九步骤通过SiCoNi干法刻蚀的方式将鳍式结构暴露出来。优选地，第九步骤暴露出来的鳍式结构的高度介于300A-800A之间。由此，本专利技术提供了一种鳍式场效应管的制作方法，其中在体硅FINFET制作工艺的基础上实现鳍式结构底部的绝缘隔离，降低了漏电流，提高了器件性能。通过本专利技术提出的鳍式场效应管的制作方法，能够在鳍式结构的底部形成氧化硅介质隔离层，降低漏电流，提高器件性能。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术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专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第一步骤。图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第二步骤。图3示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第三步骤。图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第四步骤。图5示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第五步骤。图6示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第六步骤。图7示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第七步骤。图8示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第八步骤。图9示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的第九步骤。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。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专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。本专利技术提出一种用于鳍式场效应管的制作方法，在晶圆上形成鳍式结构之后，先用可流动氧化硅沉积制程对沟槽进行部分填充，再用氮化硅薄膜覆盖鳍式结构并通过干刻去除水平方向的氮化硅，只保留侧壁上的氮化硅薄膜，然后用湿刻的方式去除沟槽里的氧化硅介质，使鳍式结构底部的硅衬底暴露出来，并通过热氧化的方式对鳍式结构的底部进行氧化，形成氧化硅隔离层。最后进行第二次氧化硅填充和平坦化，并通过回刻将鳍式结构暴露出来。通过本专利技术提出的技术方法，能够避免场效应管源极和漏极之间的漏电，有利于提高器件性能。具体地，图1至图9示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法的各个步骤。如图1至图9所示，根据本专利技术优选实施例的鳍式场效应管的制作方法包括：第一步骤：提供已经形成浅沟槽隔离10和鳍式结构20的晶圆；优选地，浅沟槽隔离的沟槽深度介于1000A-3000A之间。优选地，鳍式结构的宽度介于50A-200A之间。第二步骤：采用FCVD沉积氧化硅薄膜30对浅沟槽进行部分填充；优选地，对浅沟槽进行部分填充的填充高度低于沟槽深度的一半，即低于500A-1500A。优选地，鳍式结构的未被填充的部分大于在最终产品上需要暴露出的鳍式结构的高度。所述FCVD具有至下而上的填充特性。第三步骤：在晶圆上沉积一层致密的氮化硅薄膜层40；优选地，氮化硅薄膜层的厚度介于50A-300A之间。第四步骤：通过干法刻蚀去除水平方向的氮化硅薄膜层，留下侧壁上的氮化硅薄膜层40；第五步骤：通过湿法工艺去除沟槽里的氧化硅薄膜，将鳍式结构底部的硅衬底暴露出来；第六步骤：通过热氧化工艺对鳍式结构的底部进行氧化，形成氧化硅层绝缘层50；优选地，热氧化工艺的氧化时间和氧化深度根据鳍式结构的宽度确定。比如，如果鳍式结构的宽度是60A，那么单边氧化深度达到30-40A即可。第七步骤：去除侧壁剩余的氮化硅薄膜层；第八步骤：再次执行氧化硅薄膜60的填充以完全填充浅沟槽，并对氧化硅薄膜进行平坦化；第九步骤：通过刻蚀将鳍式结构70暴露出来。优选地，第九步骤通过SiCoNi干法刻蚀的方式将鳍式结构暴露出来。当然，例如，第九步骤也可以使用DHF湿法刻蚀将鳍式结构暴露出来，但是SiCoNi的方法更具优势。优选地，第九步骤暴露出来的鳍式结构的高度介于300A-800A之间。由此，本专利技术提供了一种鳍式场效应管的制作方法，其中在体硅FINFET制作工艺的基础上实现鳍式结构底部的绝缘隔离，降低了漏电流，提高了器件性能。通过本专利技术提出的鳍式场效应管的制作方法，能够在鳍式结构的底部形成氧化硅介质隔离层，降低漏电流，提高器件性能。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，虽然本专利技术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专利技术。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的
技术实现思路
对本专利技术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，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应管的制作方法，其特征在于包括：第一步骤：提供已经形成浅沟槽隔离和鳍式结构的晶圆；第二步骤：采用FCVD沉积氧化硅薄膜对浅沟槽进行部分填充；第三步骤：在晶圆上沉积一层致密的氮化硅薄膜层；第四步骤：通过干法刻蚀去除水平方向的氮化硅薄膜层，留下侧壁上的氮化硅薄膜层；第五步骤：通过湿法工艺去除沟槽里的氧化硅薄膜，将鳍式结构底部的硅衬底暴露出来；第六步骤：通过热氧化工艺对鳍式结构的底部进行氧化，形成氧化硅层绝缘层；第七步骤：去除侧壁剩余的氮化硅薄膜层；第八步骤：再次执行氧化硅薄膜的填充以完全填充浅沟槽，并对氧化硅薄膜进行平坦化；第九步骤：通过刻蚀将鳍式结构暴露出来。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应管的制作方法，其特征在于包括：第一步骤：提供已经形成浅沟槽隔离和鳍式结构的晶圆；第二步骤：采用FCVD沉积氧化硅薄膜对浅沟槽进行部分填充；第三步骤：在晶圆上沉积一层致密的氮化硅薄膜层；第四步骤：通过干法刻蚀去除水平方向的氮化硅薄膜层，留下侧壁上的氮化硅薄膜层；第五步骤：通过湿法工艺去除沟槽里的氧化硅薄膜，将鳍式结构底部的硅衬底暴露出来；第六步骤：通过热氧化工艺对鳍式结构的底部进行氧化，形成氧化硅层绝缘层；第七步骤：去除侧壁剩余的氮化硅薄膜层；第八步骤：再次执行氧化硅薄膜的填充以完全填充浅沟槽，并对氧化硅薄膜进行平坦化；第九步骤：通过刻蚀将鳍式结构暴露出来。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应管的制作方法，其特征在于，浅沟槽隔离的沟槽深度介于1000A-3000A之间。3.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应管的制作方法，其特征在于，鳍式...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷通，方精训，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31