[發(fā)明專利]鰭式場效應管及其形成方法

有效

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• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN108574009B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 周飛
• 申請（專利權）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: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

本發(fā)明提供一種鰭式場效應管及其形成方法，所述鰭式場效應管的形成方法包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有多個分立的鰭部；形成橫跨所述鰭部的偽柵極，所述偽柵極覆蓋鰭部的部分頂部和側壁；形成覆蓋所述偽柵極和所述鰭部的層間介質(zhì)層；去除所述偽柵極，在層間介質(zhì)層中形成開口；在所述開口中形成柵介質(zhì)層；在所述柵介質(zhì)層和所述層間介質(zhì)層上形成阻擋層；去除位于層間介質(zhì)層上的柵介質(zhì)層和阻擋層；去除位于層間介質(zhì)層上的柵介質(zhì)層和阻擋層的步驟之后，進行退火處理；去除所述開口中的阻擋層；在所述開口中形成金屬柵極。本發(fā)明形成的鰭式場效應管的電學性能得到提高。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種鰭式場效應管及其形成方法。

背景技術

隨著半導體技術的飛速發(fā)展，半導體器件的特征尺寸不斷縮小。半導體器件特征尺寸的減小對半導體器件的性能提出了更高的要求。

目前，金屬-氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的尺寸正在不斷變小。為了適應工藝節(jié)點的減小，MOSFET場效應管的溝道長度也在逐漸縮短。溝道長度的縮短具有增加芯片的管芯密度、增加MOSFET場效應管的開關速度等好處。

然而，溝道長度的縮短容易造成柵極對溝道控制能力變差的問題，從而使柵極電壓夾斷(pinch off)溝道的難度也越來越大，進而造成亞閥值漏電現(xiàn)象，即出現(xiàn)短溝道效應(short-channel effects，SCE)。

因此，為了更好地適應器件尺寸按比例縮小的要求，半導體工藝逐漸從平面MOSFET晶體管向具有更高功效的三維立體式晶體管(如鰭式場效應管)過渡。鰭式場效應晶體管具有很好的溝道控制能力，可以減小短溝道效應。

然而，鰭式場效應管器件工作時容易發(fā)生漏電現(xiàn)象，從而影響鰭式場效應管器件的電學性能。如何提高鰭式場效應管的電學性能，成為亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種鰭式場效應管及其形成方法，改善鰭式場效應管的漏電問題，提高鰭式場效應管的電學性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鰭式場效應管的形成方法，其特征在于，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有多個分立的鰭部；形成橫跨所述鰭部的偽柵極，所述偽柵極覆蓋鰭部的部分頂部和側壁；形成覆蓋所述偽柵極和所述鰭部的層間介質(zhì)層；去除所述偽柵極，在層間介質(zhì)層中形成開口；在所述開口中形成柵介質(zhì)層；在所述柵介質(zhì)層和所述層間介質(zhì)層上形成阻擋層；去除位于層間介質(zhì)層上的柵介質(zhì)層和阻擋層；去除位于層間介質(zhì)層上的柵介質(zhì)層和阻擋層的步驟之后，進行退火處理；去除所述開口中的阻擋層；在所述開口中形成金屬柵極。

可選的，去除位于層間介質(zhì)層上阻擋層的步驟包括：

在所述開口中填充有機涂層；

去除所述有機涂層露出的阻擋層；

去除所述有機涂層。

可選的，在所述開口中填充有機涂層的步驟包括：

形成覆蓋所述阻擋層的有機涂膜；

回刻蝕所述位于層間介質(zhì)層上的有機涂膜，形成位于開口中的有機涂層。

可選的，去除所述有機涂層露出的阻擋層的工藝為干法刻蝕工藝，所述干法刻蝕工藝的參數(shù)包括：刻蝕氣體為SiH₄，SiH₄的氣體流量為30sccm至3000sccm，溫度為360攝氏度至520攝氏度，壓強為0.03torr至10torr。