[發明專利]鰭式場效應晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 201110406764.7
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN103165447A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 張海洋;韓秋華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種鰭式場效應晶體管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步驟：

提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成鰭，所述鰭沿著平行于半導體襯底表面的第一方向延伸；

在所述形成有鰭的半導體襯底上形成虛擬柵極，所述虛擬柵極沿著平行于半導體襯底表面的第二方向延伸，并橫跨過所述鰭；

在所述虛擬柵極的兩側形成第一側墻，對鰭進行離子注入，以形成所述鰭式場效應晶體管的源極、漏極；

去除所述虛擬柵極，在所述虛擬柵極的所在位置形成開口，依次沉積高K柵介質層、金屬柵極材料層以填充所述開口，形成金屬柵極；

依次去除所述第一側墻，及金屬柵極側壁上的高K柵介質層。

2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述虛擬柵極的兩側形成第一側墻并對鰭進行離子注入之后，在所述虛擬柵極的兩側形成第二側墻，所述第二側墻、第一側墻的材質不相同，然后對鰭再次進行離子注入。

3.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述對鰭進行離子注入為低濃度離子注入，所述對鰭再次進行離子注入為中等濃度或高濃度離子注入。

4.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一側墻的材質為多孔材料。

5.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述第一側墻的材質為無定形碳。

6.根據權利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第一側墻的去除方法為灰化處理，其采用的刻蝕氣體包括O₂、CO₂、N₂、H₂、NH₃、CH₄中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述半導體襯底為體硅襯底，在所述半導體襯底上形成鰭的步驟包括：在所述半導體襯底中形成溝槽，相鄰所述溝槽之間的凸出的半導體襯底構成所述鰭。

8.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述形成有鰭的半導體襯底上形成虛擬柵極的步驟包括：

在所述溝槽內填充材質為氧化硅的絕緣材料層，以形成淺溝槽隔離結構，然后對淺溝槽隔離結構進行刻蝕，使所述淺溝槽隔離結構的頂部低于所述半導體襯底的表面；

沉積虛擬柵極材料層，在所述虛擬柵極材料層上形成圖形化光刻膠，對沒有被光刻膠覆蓋的虛擬柵極材料層進行刻蝕，以形成虛擬柵極，所述虛擬柵極的一部分位于鰭兩側的淺溝槽隔離結構上方，一部分位于所述鰭的上方。

9.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述半導體襯底為絕緣體上硅襯底，其包括依次堆疊的襯底、材質為氧化硅的埋入氧化層、硅層，在所述半導體襯底上形成鰭的步驟包括：在所述半導體襯底上形成圖形化光刻膠層，對沒有被光刻膠層覆蓋的硅層進行刻蝕，形成所述鰭。

10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征在于，在所述形成有鰭的半導體襯底上形成虛擬柵極的步驟包括：

在形成有鰭的半導體襯底上沉積虛擬柵極材料層，在所述虛擬柵極材料層上形成圖形化光刻膠，對沒有被光刻膠覆蓋的虛擬柵極材料層進行刻蝕，以形成虛擬柵極，所述虛擬柵極的一部分位于鰭的兩側的埋入氧化層上方，一部分位于鰭的上方。

11.根據權利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述金屬柵極側壁上的高K柵介質層的去除方法為濕法刻蝕，其采用的刻蝕劑對高K柵介質層的刻蝕速率大于對位于高K柵介質層下方的淺溝槽隔離結構的刻蝕速率。

12.根據權利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述金屬柵極側壁上的高K柵介質層的去除方法為濕法刻蝕，其采用的刻蝕劑對高K柵介質層的刻蝕速率大于對位于高K柵介質層下方的硅層的刻蝕速率。

13.根據權利要求11或12所述的制作方法，其特征在于，所述刻蝕劑為純酒精。

14.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一側墻的厚度為5nm～10nm。