[發(fā)明專(zhuān)利]鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610911374.8
• 申請(qǐng)日: 2016-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107968118B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/417
• 分類(lèi)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

一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法，形成方法包括：在源漏摻雜區(qū)、側(cè)墻以及柵極結(jié)構(gòu)頂部上形成金屬層；對(duì)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；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。本發(fā)明形成的金屬接觸層位于源漏摻雜區(qū)整個(gè)表面，從而降低了形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的接觸電阻，改善了形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的電學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體器件集成度不斷增大，半導(dǎo)體器件相關(guān)的臨界尺寸不斷減小，相應(yīng)的出現(xiàn)了很多問(wèn)題，如器件漏源區(qū)的表面電阻和接觸電阻相應(yīng)增加，導(dǎo)致器件的響應(yīng)速度降低，信號(hào)出現(xiàn)延遲。因此，低電阻率的互連結(jié)構(gòu)成為制造高集成度半導(dǎo)體器件的一個(gè)關(guān)鍵要素。

為了降低器件漏源摻雜區(qū)的接觸電阻，引入了金屬硅化物的工藝方法，所述金屬硅化物具有較低的電阻率，可以顯著減小漏源極的接觸電阻。金屬硅化物和自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物及形成工藝已被廣泛地用于降低器件源極和漏極的表面電阻和接觸電阻，從而減少電阻電容延遲時(shí)間(RC延遲)。

現(xiàn)有的自對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物技術(shù)中，常采用硅化鎳作為金屬硅化物。由于利用所述硅化鎳形成的金屬硅化物具有較小的接觸電阻、較小的硅消耗、容易達(dá)到較窄的線寬，因此，硅化鎳被視為一種較為理想的金屬硅化物。

隨著半導(dǎo)體器件由平面器件向鰭式場(chǎng)效應(yīng)管方向的發(fā)展，采用現(xiàn)有的金屬硅化物技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，其接觸電阻已難以滿足器件性能需求，因此亟需尋求新的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，以降低鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的接觸電阻，提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的運(yùn)行速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管及其形成方法，改善形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的電學(xué)性能，降低鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的接觸電阻。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法，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?jī)?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；對(duì)所述金屬層進(jìn)行反應(yīng)退火處理，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；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。

可選的，所述金屬層的材料為Ni、W、Ti、Ta、Pt、Co中的一種或多種。

可選的，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℃。

可選的，采用濕法刻蝕工藝，去除未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬層。

可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)為金屬柵極，且先形成所述源漏摻雜區(qū)后形成所述柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，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)壁上形成有側(cè)墻；在所述偽柵兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成所述源漏摻雜區(qū)；在所述源漏摻雜區(qū)以及偽柵側(cè)壁上形成偽介質(zhì)層，且所述偽介質(zhì)層暴露出所述偽柵頂部；刻蝕去除所述偽柵，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。