[發(fā)明專利]多柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310170459.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN104143514B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓秋華;張翼英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種多柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，在所述襯底內(nèi)形成至少兩個(gè)第一凹槽，相鄰兩個(gè)所述第一凹槽之間為第一凸起結(jié)構(gòu)，除第一凹槽之外的襯底表面具有掩膜層；

以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述第一凸起結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向的側(cè)壁，形成第二凸起結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)所述第二凸起結(jié)構(gòu)之間為第二凹槽；

去除所述掩膜層，在所述第二凹槽內(nèi)形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的高度低于所述第二凸起結(jié)構(gòu)的高度，高于所述介質(zhì)層的第二凸起結(jié)構(gòu)部分為第三凸起結(jié)構(gòu)；

在所述介質(zhì)層和所述第三凸起結(jié)構(gòu)的表面形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層和形成在柵介質(zhì)層上的柵極，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨在所述第三凸起結(jié)構(gòu)上，在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成源極和漏極；

在所述介質(zhì)層和所述第三凸起結(jié)構(gòu)的表面形成柵極結(jié)構(gòu)之前，還包括下列步驟：干法刻蝕所述第三凸起結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向的側(cè)壁；

所述刻蝕所述第一凸起結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向的側(cè)壁，形成第二凸起結(jié)構(gòu)的步驟包括：

在所述第一凹槽內(nèi)填充犧牲介質(zhì)層，所述犧牲介質(zhì)層的高度低于第一凸起結(jié)構(gòu)的高度；

以所述掩膜層為掩膜，采用第一刻蝕方法刻蝕高于所述犧牲介質(zhì)層的第一凸起結(jié)構(gòu)部分長(zhǎng)度方向的側(cè)壁；

第一刻蝕后，以所述掩膜層為掩膜，采用第二刻蝕方法繼續(xù)刻蝕所述第一凸起結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向的側(cè)壁或者刻蝕由所述犧牲介質(zhì)層覆蓋的第一凸起結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)度方向的側(cè)壁，使所述第一凸起結(jié)構(gòu)的寬度上下一致，形成第二凸起結(jié)構(gòu)；

形成所述第二凸起結(jié)構(gòu)后，去除所述犧牲介質(zhì)層。

2.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述刻蝕所述第一凸起結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向的側(cè)壁的方法為濕法腐蝕。

3.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕方法為濕法腐蝕。

4.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一刻蝕方法為干法刻蝕或濕法腐蝕。

5.如權(quán)利要求4所述的形成方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝豢涛g方法為干法刻蝕時(shí)，所述第一刻蝕的刻蝕條件包括：

刻蝕氣體為溴化氫、氯氣和氦氣的混合氣體，其中溴化氫氣體的流量為50sccm～500sccm，氯氣的流量為50sccm～500sccm，氦氣的流量為50sccm～500sccm，腔室壓力為2mTorr～20mTorr，等離子體發(fā)生功率為100～1000W。

6.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述犧牲介質(zhì)層的材料為氧化硅、氮化硅或非晶碳。

7.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕所述第三凸起結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向的側(cè)壁的刻蝕條件包括：

溴化氫氣體的流量為50sccm～500sccm，氯氣的流量為50sccm～500sccm，氦氣的流量為50sccm～500sccm，腔室壓力為2mTorr～20mTorr，等離子體發(fā)生功率為100～1000W。

8.如權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述第二凹槽內(nèi)形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的高度低于所述第二凸起結(jié)構(gòu)的高度包括：

沉積介質(zhì)層，覆蓋所述第二凹槽和所述第二凸起結(jié)構(gòu)；

平坦所述介質(zhì)層至所述第二凸起結(jié)構(gòu)；

去除所述第二凹槽內(nèi)的部分厚度的介質(zhì)層，使得所述介質(zhì)層的高度低于所述第二凸起結(jié)構(gòu)的高度。

9.如權(quán)利要求1或8所述的形成方法，其特征在于，所述多柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管為鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管或分段溝道式MOS晶體管。

10.如權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，當(dāng)多柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管為分段溝道式MOS晶體管時(shí)，還包括在所述襯底中形成第三凹槽，所述第三凹槽用于形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；

在形成第一凹槽之前在襯底上形成第三凹槽；

或者，平坦所述介質(zhì)層至所述第二凸起結(jié)構(gòu)的步驟之后，在去除所述第二凹槽內(nèi)的部分介質(zhì)層之前，刻蝕所述襯底形成第三凹槽。

11.如權(quán)利要求10所述的形成方法，其特征在于，當(dāng)平坦所述介質(zhì)層至所述第二凸起結(jié)構(gòu)的步驟之后形成所述第三凹槽時(shí)，形成第三凹槽后，在所述第三凹槽內(nèi)填充與所述第二凸起結(jié)構(gòu)等高的介質(zhì)層；

去除所述第二凹槽內(nèi)的部分厚度的介質(zhì)層時(shí)，也去除所述第三凹槽內(nèi)的部分厚度的介質(zhì)層，以使第二凹槽內(nèi)的剩余介質(zhì)層與第三凹槽內(nèi)的剩余介質(zhì)層頂部相平。