[發(fā)明專利]鰭式場效應(yīng)管及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610911374.8
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN107968118B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/417
• 分類號(hào): H01L29/417;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336
• 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: 高靜;吳敏

1.一種鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底以及凸出于所述襯底上的鰭部，所述襯底上還具有覆蓋鰭部部分側(cè)壁的隔離結(jié)構(gòu)，且所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于鰭部頂部；其中，所述隔離結(jié)構(gòu)上還具有橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)覆蓋鰭部的部分頂部和側(cè)壁，所述柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁上形成有側(cè)墻，且所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成有源漏摻雜區(qū)；

在所述源漏摻雜區(qū)、側(cè)墻以及柵極結(jié)構(gòu)頂部上形成金屬層；

在所述金屬層上形成保護(hù)層；

對所述金屬層進(jìn)行反應(yīng)退火處理，使得位于所述源漏摻雜區(qū)上的金屬層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為金屬接觸層；

在進(jìn)行所述反應(yīng)退火處理之后，去除未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬層及所述保護(hù)層；

在所述金屬接觸層、側(cè)墻以及柵極結(jié)構(gòu)上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層頂部高于柵極結(jié)構(gòu)頂部；

刻蝕所述介質(zhì)層形成貫穿所述介質(zhì)層的通孔，且所述通孔暴露出部分金屬接觸層表面；

形成填充滿所述通孔的導(dǎo)電插塞；

其中，形成所述柵極結(jié)構(gòu)的高k柵介質(zhì)層之后、形成導(dǎo)電層之前，還對所述高k柵介質(zhì)層進(jìn)行修復(fù)退火處理，且所述修復(fù)退火處理的退火溫度高于所述反應(yīng)退火處理的退火溫度；

形成所述柵極結(jié)構(gòu)以及源漏摻雜區(qū)的工藝步驟包括：在所述隔離結(jié)構(gòu)上形成橫跨所述鰭部的偽柵，且所述偽柵覆蓋所述鰭部的部分頂部和側(cè)壁，所述偽柵側(cè)壁上形成有偏移側(cè)墻，其中，NMOS區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)上形成橫跨NMOS區(qū)域鰭部的第一偽柵，PMOS區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)上形成橫跨PMOS區(qū)域鰭部的第二偽柵；在形成所述偏移側(cè)墻之后，對所述第一偽柵兩側(cè)的NMOS區(qū)域鰭部進(jìn)行第一輕摻雜處理，在所述偏移側(cè)墻兩側(cè)的NMOS區(qū)域鰭部內(nèi)形成第一輕摻雜源漏區(qū)；對所述第二偽柵兩側(cè)的PMOS區(qū)域鰭部進(jìn)行第二輕摻雜處理，在所述偏移側(cè)墻兩側(cè)的PMOS區(qū)域鰭部內(nèi)形成第二輕摻雜源漏區(qū)；在所述隔離結(jié)構(gòu)上、偏移側(cè)墻上以及偽柵頂部上形成掩膜層；刻蝕位于第二偽柵兩側(cè)的PMOS區(qū)域部分厚度鰭部，在所述PMOS區(qū)域鰭部內(nèi)形成第一開口；在所述第二偽柵兩側(cè)的PMOS區(qū)域鰭部內(nèi)形成第二源漏摻雜區(qū)；刻蝕位于第一偽柵兩側(cè)的NMOS區(qū)域部分厚度的鰭部，在所述NMOS區(qū)域鰭部內(nèi)形成第二開口；在所述第一偽柵兩側(cè)的NMOS區(qū)域鰭部內(nèi)形成第一源漏摻雜區(qū)；在所述第一源漏摻雜區(qū)、第二源漏摻雜區(qū)、掩膜層、第一偽柵及第二偽柵上形成偽介質(zhì)層，且所述偽介質(zhì)層暴露出所述第一偽柵及第二偽柵頂部；刻蝕去除所述第一偽柵及第二偽柵，在所述偽介質(zhì)層內(nèi)形成凹槽；在所述凹槽底部和側(cè)壁上形成所述高k柵介質(zhì)層；在所述高k柵介質(zhì)層上形成填充滿所述凹槽的柵電極層；

在形成所述第一開口及第二開口的過程中，刻蝕去除部分掩膜層；且在所述反應(yīng)退火處理過程中，位于鰭部頂部和側(cè)壁上的掩膜層作為反應(yīng)阻擋層。

2.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述金屬層的材料為Ni、W、Ti、Ta、Pt、Co中的一種或多種。

3.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述反應(yīng)退火處理采用的工藝為激光退火，所述激光退火的退火溫度為800℃～880℃。

4.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，采用濕法刻蝕工藝，去除未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬層。

5.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)為金屬柵極，且先形成所述第一源漏摻雜區(qū)及第二源漏摻雜區(qū)后形成所述柵極結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，在去除所述偽介質(zhì)層之前，還包括：刻蝕去除部分厚度的柵電極層；在所述刻蝕后的柵電極層上形成蓋帽層。

7.如權(quán)利要求6所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，在形成所述金屬層的工藝步驟中，所述柵極結(jié)構(gòu)頂部上的金屬層位于所述蓋帽層上；且在所述去除未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬層的工藝步驟中，包括去除位于所述蓋帽層上的金屬層。

8.如權(quán)利要求6所述的鰭式場效應(yīng)管的形成方法，其特征在于，所述蓋帽層的厚度為5?！?5埃。