[發明專利]鰭式場效應晶體管的形成方法、MOS晶體管的形成方法

有效

• 申請號: 201410235132.2
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN105225950B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 趙杰
• 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
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 應戰,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：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有若干分立的鰭部；

形成橫跨所述鰭部的側壁和頂部表面的偽柵，所述偽柵的側壁還形成有側墻，所述側壁和偽柵的表面形成有研磨停止層；

形成覆蓋所述偽柵和半導體襯底的介質層，所述介質層的表面高于偽柵的頂部表面；

進行第一離子注入，向所述介質層中注入固化離子，以增加介質層的密度；

平坦化所述介質層，暴露出偽柵的表面，平坦化所述介質層的步驟包括：進行第一平坦化步驟，采用化學機械研磨工藝平坦化所述介質層，以所述研磨停止層作為停止層，暴露出研磨停止層表面；進行第一平坦化步驟后，進行第二離子注入，在第一平坦化后的介質層中注入固化離子；進行第二平坦化步驟，采用化學機械研磨工藝平坦化第一平坦化后的介質層，以所述偽柵的頂部表面為停止層，暴露出偽柵的表面；

去除所述偽柵，形成凹槽；

在凹槽中形成金屬柵極。

2.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一離子注入注入的固化離子為硅離子。

3.如權利要求1或2所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一離子注入的能量為小于5Kev，劑量為1E14～1E17atom/cm³。

4.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二離子注入注入的固化離子為硅離子，第二離子注入的劑量為1E14～1E17atom/cm³，注入的能量小于5Kev。

5.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，在平坦化所述介質層后，還包括：進行第三離子注入，向平坦化后的介質層中注入固化離子。

6.如權利要求5所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第三離子注入注入的固化離子為硅離子，第三離子注入的劑量為1E14～1E17atom/cm³，注入的能量小于5Kev。

7.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述介質層的材料為氧化硅。

8.如權利要求7所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述介質層的形成過程為：采用流動性化學氣相沉積工藝形成覆蓋所述偽柵和半導體襯底的前驅材料層；對所述前驅材料層進行退火，將前驅材料層轉化為介質層。

9.如權利要求8所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述流動性化學氣相沉積工藝采用的前驅物材料包括硅烷、二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、八甲基環四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、四甲基環四硅氧烷、三甲硅烷基胺、二甲硅烷基胺中的一種或幾種，所述前驅物材料的流量為150sccm～1000sccm，反應腔室壓強為0.15Torr～5Torr，反應腔室溫度為20℃～150℃。

10.如權利要求8所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述退火采用水汽退火工藝，所述退火工藝的溫度為200℃～600℃，腔室的壓強為1～200Torr。

11.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述偽柵的材料為多晶硅。

12.如權利要求11所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，采用濕法刻蝕去除所述偽柵，所述濕法刻蝕采用的刻蝕溶液為KOH或TMAH。

13.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述鰭部和偽柵的形成過程為：刻蝕所述半導體襯底形成若干分立的鰭部；形成覆蓋所述鰭部和半導體襯底的隔離材料層；平坦化所述隔離材料層，以鰭部的表面作為停止層；回刻蝕平坦化后的隔離材料層，使得剩余的隔離材料的表面低于鰭部的頂部表面，在相鄰鰭部之間形成隔離層；在鰭部的頂部和側壁表面以及部分隔離層表面上形成偽柵。

14.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述金屬柵極包括高K柵介質層和位于高K柵介質層上的金屬柵電極。