一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法与流程

本申请涉及半导体，具体涉及一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法。

背景技术：

1、随着集成电路的迅速发展，半导体器件的特征尺寸不断缩小。当特征尺寸进入纳米尺度，传统硅基平面器件面临短沟道效应严重、迁移率退化等问题。因此，人们从新器件结构、新沟道材料等方面开发出诸如鳍式场效应晶体管(finfet)的三维多栅极结构以代替平面互补金属氧化物半导体(cmos)器件。finfet的结构性特征是从衬底的表面垂直延伸的基于硅的鳍片，并且包裹环绕由半导体鳍片形成的导电沟道的栅极进一步提供了对沟道的更好的电控制，其能够有效抑制短沟道效应，并因具有栅控能力强、开态电流大、与cmos工艺兼容等优点，而被广泛的应用于各个领域中。

2、但目前，鳍片在后续制程中，通常需要有离子轰击的处理，导致在此过程中，鳍片的厚度变小，即鳍片的结构出现变化，从而导致鳍片的沟道的载流子迁移率发生偏移，从而影响器件的良率以及稳定性。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，以避免在后续的制备过程中，鳍片的厚度出现减少的风险。

2、本申请提供一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，包括：

3、采用干法蚀刻形成硅基底结构，所述硅基底结构包括硅衬底、保护层以及硬掩膜层，所述硅衬底的表面具有多个向上凸起的鳍片，每两相邻的所述鳍片之间通过沟槽隔离，每一所述鳍片上设置有所述保护层以及所述硬掩膜层，所述保护层设置于所述硬掩膜层与所述鳍片之间；

4、将所述硅基底结构置于第一腔室中，对所述鳍片进行第一次湿蚀刻处理，以形成第一基底；

5、将所述第一基底置于第二腔室中，对所述鳍片进行表面处理，以将所述鳍片的外表面无秩序排列的原子晶格修复成有秩序排列的原子晶格或将所述鳍片的外表面产生的表面应力释放，以形成第二基底；

6、将所述第二基底置于第三腔室中，对所述鳍片进行第二次湿蚀刻处理，以形成第三基底；

7、将第三基底置于第四腔室中，依次对所述第三基底进行表面清洁处理以及硅生长处理，以在所述鳍片的外表面形成硅基保护层；

8、在所述沟槽中填充导电材料形成栅电极。

9、在一些实施例中，所述第二次湿蚀刻处理的反应溶液包括氨水和过氧化氢。

10、在一些实施例中，所述表面处理的反应气体包括n2、h2和o2中的至少一种。

11、在一些实施例中，所述表面处理的温度为100-300℃。

12、在一些实施例中，所述表面处理的压力为10mtorr-10torr。

13、在一些实施例中，所述表面处理的电源功率为10-5000w。

14、在一些实施例中，所述表面清洁处理的反应气体包括nf3和nh3。

15、在一些实施例中，所述表面清洁处理的温度为0-200℃。

16、在一些实施例中，所述硅生长处理的前驱体包括sih4和si2h6中的至少一种，所述硅生长处理的温度大于50℃。

17、本申请提供一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，通过在硅衬底上形成鳍片之后，对鳍片进行第一次湿蚀刻处理，去除鳍片的外表面上生成的第一氧化层以将鳍片裸露，因鳍片的下一制程需要转移到另一腔室中，使得鳍片会经过破真空，导致在鳍片的外表面上形成一层第二氧化层，但因是自然氧化形成的第二氧化层的厚度较薄，因此不会影响后续的鳍片的表面处理；在此基础上，对裸露的鳍片进行表面处理，以将干法蚀刻造成的鳍片的外表面无秩序排列的原子晶格修复成有秩序排列的原子晶格，或将鳍片的外表面产生的表面应力释放，修复了鳍片的外表面的损伤，以使得后续的硅基保护层可以更好的生长在鳍片的外表面上；在此基础上，通过第二湿蚀刻处理将经过表面处理的鳍片因破真空而附着在第二氧化层的表面的碳颗粒去除；之后，通过表面清洁处理，将鳍片的外表面上形成的第二氧化层去除，以将单晶硅鳍片裸露，从而使得可以在鳍片的外表面生长硅基保护层，而生成的硅基保护层可以保护内层的鳍片的厚度在后续的制备过程中不会减少，从而避免鳍片的结构出现变化，进而避免鳍片的沟道的载流子迁移率发生偏移，进而保证器件的良率以及稳定性。

技术特征：

1.一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述第二次湿蚀刻处理的反应溶液包括氨水和过氧化氢。

3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述表面处理的反应气体包括n2、h2和o2中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述表面处理的温度为100-300℃。

5.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述表面处理的压力为10mtorr-10torr。

6.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述表面处理的电源功率为10-5000w。

7.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述表面清洁处理的反应气体包括nf3和nh3。

8.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述表面清洁处理的温度为0-200℃。

9.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，其特征在于，所述硅生长处理的前驱体包括sih4和si2h6中的至少一种，所述硅生长处理的温度大于50℃。

技术总结本申请提供一种鳍式场效应晶体管的鳍片表面处理方法，包括：采用干法蚀刻形成具有鳍片的硅基底结构，相邻的鳍片通过沟槽隔离，鳍片上设置有保护层及硬掩膜层，保护层位于硬掩膜层与鳍片之间；将硅基底结构置于第一腔室中，对鳍片进行第一次湿蚀刻处理以形成第一基底；将第一基底置于第二腔室中，对鳍片进行表面处理，以将鳍片外表面修复成有秩序排列的原子晶格或将应力释放形成第二基底；将第二基底置于第三腔室中，对鳍片进行第二次湿蚀刻处理以形成第三基底；将第三基底置于第四腔室中，依次对第三基底进行表面清洁处理及硅生长处理以在鳍片的外表面形成硅基保护层；在沟槽中形成栅电极；避免在后续的制备过程中，鳍片的厚度出现减少的风险。技术研发人员：王士京,王兆祥,梁洁,刘伊伟,方文强,王晓雯受保护的技术使用者：上海邦芯半导体科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25