[發(fā)明專利]晶體管的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010571330.8
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN102487012A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史運澤;徐友鋒;劉煥新
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/306;H01L21/762;C23F1/24;C23F1/40
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及晶體管的制作方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路特征尺寸縮小至深亞微米的領(lǐng)域，晶體管的柵極尺寸縮小，相應地，作為柵介質(zhì)層的二氧化硅層的厚度也需要減小，以提高晶體管的柵極電容，防止器件出現(xiàn)短溝道效應。但是當柵介質(zhì)層厚度逐漸縮小，柵介質(zhì)層的厚度減小至3納米以下，隨之產(chǎn)生很多問題，例如：(1)漏電流增加；(2)雜質(zhì)擴散，即柵介質(zhì)層和半導體襯底之間存在雜質(zhì)濃度梯度，所述雜質(zhì)會從柵極中擴散到半導體襯底中或者固定在柵介質(zhì)層中，最終影響器件的性能。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員采用新的柵介質(zhì)層來取代現(xiàn)有的柵介質(zhì)層來取代現(xiàn)有的二氧化硅。為了保持柵介質(zhì)層的電容不變，本領(lǐng)域技術(shù)人員采用高介電常數(shù)(高K)介質(zhì)層作為新的柵介質(zhì)層。所述高K介質(zhì)層具有較好的熱穩(wěn)定性和機械強度，能夠獲得更小的漏電流。

現(xiàn)有技術(shù)利用高K介質(zhì)層制作晶體管的方法請參考圖1至圖5。首先，請參考圖1，提供半導體襯底100，所述半導體襯底100內(nèi)形成有隔離結(jié)構(gòu)101，所述隔離結(jié)構(gòu)101用于相鄰的晶體管之間的隔離。所述半導體襯底100表面還依次形成有柵介質(zhì)層102、偽柵極103和位于所述柵介質(zhì)層102、偽柵極103兩側(cè)的側(cè)墻104。

然后，繼續(xù)參考圖1，以所述偽柵極103和側(cè)墻104為掩膜，進行離子注入，在所述偽柵極103和側(cè)墻104兩側(cè)的半導體襯底100內(nèi)形成源區(qū)105和漏區(qū)106。

接著，請參考圖2，進行化學氣相沉積工藝，在所述半導體襯底100上形成與所述偽柵極103齊平的層間介質(zhì)層107，所述層間介質(zhì)層107的材質(zhì)為氧化硅。

接著，請參考圖3，進行等離子體刻蝕工藝，去除所述偽柵極103(結(jié)合圖2)，形成露出所述柵介質(zhì)層102的溝槽。

然后，請參考圖4，在所述溝槽的側(cè)壁和底部形成高K介質(zhì)層108。

最后，請參考圖5，在所述溝槽內(nèi)的高K介質(zhì)層上形成金屬柵極109，所述金屬柵極109與所述層間介質(zhì)層105齊平。

在公開號為CN101661883A的中國專利申請中還可以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于現(xiàn)有的晶體管制作方法的信息。

在實際中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有方法制作的晶體管存在漏電流，器件的性能不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供了一種晶體管的制作方法，所述方法減小了晶體管的漏電流，提高了器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種晶體管的制作方法，所述方法包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有柵介質(zhì)層、位于所述柵介質(zhì)層上的偽柵極；

進行離子注入，在所述偽柵極和柵介質(zhì)層兩側(cè)的半導體襯底內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)；

在所述半導體襯底上形成與所述偽柵極齊平的層間介質(zhì)層；

利用酸性溶液，進行酸性刻蝕工藝，去除部分所述偽柵極，去除的偽柵極的厚度為第一厚度，所述第一厚度小于偽柵極整體厚度；

利用堿性溶液，進行堿性刻蝕工藝，去除剩余的偽柵極，在所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成露出所述柵介質(zhì)層的溝槽；

在所述溝槽的側(cè)壁和底部形成高K介質(zhì)層；

在所述高K介質(zhì)層上形成金屬柵極，所述金屬柵極填充滿所述溝槽。

可選地，所述酸性溶液利用氫氟酸、硝酸和醋酸的混合溶液進行。

可選地，所述氫氟酸與硝酸的質(zhì)量比例為1/2～1/7，氫氟酸與醋酸的質(zhì)量比例為1/40～1/80。

可選地，所述堿性溶液為氫氧化銨或氫氧化四甲基銨與水的混合溶液。

可選地，所述堿性溶液中氫氧化銨或氫氧化四甲基銨的質(zhì)量比例為2～50％。

可選地，所述堿性刻蝕工藝的溫度范圍為50～90攝氏度，時間范圍為50～200秒。

可選地，所述酸性刻蝕工藝的溫度范圍為25～70攝氏度，時間范圍為30～110秒。

可選地，所述第一厚度范圍為50～500埃。

可選地，所述偽柵極的厚度范圍為600～1000埃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：