[發明專利]鰭式晶體管的制造方法

在審

• 申請號: 201911192537.1
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110875191A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 翁文寅
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/10;H01L23/544
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種鰭式晶體管的制造方法，包括步驟：步驟一、形成的鰭體和鰭體之間的淺溝槽以及填充在淺溝槽中第一場氧；步驟二、形成偽柵極結構；步驟三、完成鰭式晶體管的做金屬柵置換之前的工藝，之后進行形成單擴散區切斷結構的工藝：步驟31、光刻定義出單擴散區切斷結構的形成區域；步驟32、去除單擴散區切斷結構的形成區域內的偽柵極結構；步驟33、以偽柵極結構的去除區域為自對準條件刻蝕形成多個第一凹槽；步驟34、在第一凹槽中填充第二場氧；步驟四、對單擴散區切斷結構外的偽柵極結構進行金屬柵置換。本發明能避免出現有源區和偽柵極結構之間產生的對準問題，還能避免形成嵌入式外延層的小平面缺陷。

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造方法，特別是涉及一種鰭式晶體管(FinFETtransistor)的制造方法。

背景技術

如圖1所示，是現有鰭式晶體管的制造方法形成的鰭式晶體管的單擴散區切斷(Single Diffusion Breakdown，SDB)結構的剖面結構圖；現有鰭式晶體管的制造方法中需要在鰭體101上形成SDB102來在所述鰭體101上隔離出多個有源區，SDB工藝技術通常在14nm以下的工藝節點中采用，SDB工藝中，通常在SDB102頂部形成有偽柵極結構103，在相鄰的兩個SDB102之間也形成有一個偽柵極結構103。雙擴散區切斷(Double DiffusionBreakdown，DDB)工藝中DDB結構中至少包括了兩個偽柵極結構，故相對于DDB工藝，SDB工藝形成的器件密度更高，器件面積更小。

現有鰭式晶體管的制造方法通常包括如下步驟：

首先、進行鰭體101的形成工藝。鰭體101的形成工藝通常采用光刻定義加刻蝕工藝形成，鰭體101的刻蝕工藝通常為鰭體101的第一次刻蝕(Fin 1st cut)。

其次、進行鰭體101的截斷工藝。鰭體截斷工藝將截斷區域如無柵極區域中的鰭體101去除。鰭體截斷工藝通常為鰭體101的第二次刻蝕Fin 2nd cut)。

再次、在各條形結構的鰭體101上進行光刻定義并進行刻蝕形成SDB的溝槽，之后在SDB的溝槽中填充場氧形成SDB，通過SDB隔離出有源區。SDB的溝槽刻蝕工藝對應于鰭體101的SDB刻蝕(Fin SDB cut)。

經過上面三次鰭體101的刻蝕工藝之后，還包括如下步驟：

形成偽柵極結構，包括形成柵介質層和多晶硅柵。偽柵極結構的形成區域需要采用光刻工藝進行定義。

在偽柵極結構的兩側形成嵌入式外延層，形成源漏區。

進行金屬柵置換形成金屬柵。

進行后續的第零層正面金屬層，形成接觸孔，各層層間膜和各層正面金屬層的工藝。

由于現有工藝中，SDB刻蝕工藝形成在偽柵結結構之前，二者需要分別采用光刻工藝進行定義，故二者存在對準問題，不利于器件尺寸的進一步減小。

另外，在形成嵌入式外延層時，由于嵌入式外延層會和SDB相接觸，這會對嵌入式外延層的外延生長造成不利影響，容易形成小平面缺陷(facet defect issue)。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鰭式晶體管的制造方法，能自對準在鰭體上形成單擴散區切斷結構，能避免出現有源區和偽柵極結構之間產生的對準問題；還能防止單擴散區切斷結構對嵌入式外延層的影響，避免形成嵌入式外延層的小平面缺陷。

為解決上述技術問題，本發明提供的鰭式晶體管的制造方法包括如下步驟：

步驟一、在半導體襯底上形成多個由對所述半導體襯底進行刻蝕形成的鰭體，各所述鰭體之間為淺溝槽，在所述淺溝槽中填充有第一場氧，所述第一場氧的頂部表面低于所述鰭體的頂部表面使所述鰭體露出在所述第一場氧的頂部。