[發明專利]鰭式場效應晶體管及其形成方法、半導體器件

在審

• 申請號: 201310398738.3
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN104425279A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 張海洋;王冬江
• 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;H01L29/78
• 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形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底上形成有偽柵極；

在所述偽柵極兩側的基底中形成源極、漏極；

在所述基底上形成層間介質層，所述層間介質層上表面與偽柵極上表面持平；

去除所述偽柵極，在所述層間介質層中形成偽柵溝槽；

對所述偽柵溝槽底部的基底部分進行圖形化，在所述源極與漏極之間形成鰭部，所述鰭部兩端分別連接源極、漏極；

在所述偽柵溝槽中形成橫跨所述鰭部的高K柵介質層和位于高K柵介質層上的柵極。

2.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述偽柵極的形成方法包括：

在所述基底上形成偽柵極材料層；

對所述偽柵極材料層進行圖形化，在所述基底上形成偽柵極。

3.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述偽柵極的材料為多晶硅或無定形碳。

4.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成所述偽柵極之前，在所述基底上形成掩模線，所述掩模線覆蓋源極、漏極位置的基底部分，和覆蓋源極、漏極之間的基底部分，所述偽柵極橫跨掩模線。

5.如權利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述基底為絕緣體上硅基底，所述絕緣體上硅基底包括底部硅層、位于所述底部硅層上的絕緣層和位于所述絕緣層上的頂部硅層；

所述源極、漏極位于所述偽柵極兩側掩模線下的頂部硅層中；

對所述偽柵溝槽底部的基底部分進行圖形化的方法包括：以所述層間介質層和掩模線為掩模，刻蝕偽柵溝槽底部未被掩模線覆蓋的頂部硅層部分，至暴露絕緣層，偽柵溝槽底部掩模線下的剩余頂部硅層作為鰭部。

6.如權利要求5所述的形成方法，其特征在于，在形成所述鰭部后，使用氫等離子體，或使用氫等離子體和氮等離子體刻蝕鰭部側壁，去除所述鰭部側壁的凸部，所述凸部是在刻蝕偽柵溝槽底部的未被掩模線覆蓋的頂部硅層過程中形成。

7.如權利要求6所述的形成方法，其特征在于，對氫氣進行等離子體化形成氫等離子體；

對氫氣進行等離子體化的功率范圍是1W～500W；在刻蝕鰭部側壁過程中，射頻頻率范圍是2MHz～100MHz；氫氣的流量范圍是10sccm～500sccm。

8.如權利要求1或4所述的形成方法，其特征在于，在形成所述源極、漏極之前，在所述偽柵極兩側形成第一側墻。

9.如權利要求8所述的形成方法，其特征在于，在形成所述鰭部后，在所述第一側墻下的基底側壁形成第二側墻。

10.如權利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述鰭式場效應晶體管為P型鰭式場效應晶體管，在形成所述高K柵介質層和柵極前，以所述第二側墻為掩模，在所述鰭部表面外延生長鍺硅層。

11.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述偽柵溝槽中形成高K柵介質層和柵極的方法包括：

形成高K介質材料層，所述高K介質材料層覆蓋層間介質層和偽柵溝槽，在所述高K介質材料層上形成柵極材料層，所述柵極材料層填充滿偽柵溝槽；

去除高出所述層間介質層上表面的高K介質材料層和柵極材料層，偽柵溝槽中的剩余高K介質材料層作為高K柵介質層，剩余柵極材料層作為柵極。

12.如權利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述基底包括第一區和第二區，在所述第一區中形成的鰭式場效應晶體管為P型鰭式場效應晶體管，在所述第二區中形成的鰭式場效應晶體管為N型鰭式場效應晶體管；

所述P型鰭式場效應晶體管的鰭部和N型鰭式場效應晶體管的鰭部同步形成。

13.如權利要求12所述的形成方法，其特征在于，所述P型鰭式場效應晶體管的柵極的材料與N型鰭式場效應晶體管的柵極的材料不同。

14.一種鰭式場效應晶體管，其特征在于，包括：

基底；

位于所述基底上的層間介質層；

位于所述層間介質層中的偽柵溝槽；

位于所述偽柵溝槽兩側基底中的源極、漏極；

位于所述偽柵溝槽底部的鰭部，所述鰭部兩端分別連接源極、漏極；

位于所述偽柵溝槽中橫跨鰭部的高K柵介質層和位于高K柵介質層上的柵極。