[發明專利]鰭式場效晶體管應力工程優化及其的制作方法

有效

• 申請號: 202010145945.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111403285B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 鮑宇
• 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;H01L29/78
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 張彥敏

1.一種鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，包括：

S1：在半導體襯底上形成鰭結構；

S2：沉積第一層多晶硅層，所述第一層多晶硅層覆蓋所述半導體襯底的上表面及所述鰭結構的上表面和側面；

S3：對所述第一層多晶硅進行離子注入工藝，形成非晶硅層；

S4：對所述非晶硅層進行光刻刻蝕工藝，以形成所述鰭結構的非晶硅側墻結構，且所述非晶硅側墻結構的高度為所述鰭結構的高度的10％至100％之間；

S5：沉積第二層多晶硅層，所述第二層多晶硅層覆蓋所述半導體襯底的上表面、所述鰭結構的上表面和側表面及所述非晶硅側墻結構的上表面和側表面，然后對所述第二層多晶硅層進行平坦化工藝，并通過光刻刻蝕工藝形成偽柵極結構；以及

S6：進行高溫退火工藝使得所述非晶硅側墻結構中的非晶硅向多晶化轉變。

2.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，在步驟S1中，在半導體襯底上還形成一層絕緣埋層，然后在絕緣埋層上形成所述鰭結構。

3.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，在步驟S2中，所述第一層多晶硅層的厚度大于10nm。

4.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，在步驟S3中，所述離子注入工藝的離子注入的材料為Ge或Ar。

5.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，在步驟S3中，所述離子注入工藝的離子注入深度小于或等于所述第一層多晶硅的厚度。

6.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，在步驟S5中，所述平坦化工藝為化學機械研磨工藝。

7.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，步驟S6中，所述高溫退火工藝的退火溫度大于600℃。

8.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，步驟S6中，所述高溫退火工藝的氛圍為惰性氣體氛圍。

9.根據權利要求1所述的鰭式場效晶體管應力工程優化方法，其特征在于，步驟S6中，所述高溫退火工藝的退火時間大于1s。

10.一種鰭式場效晶體管的制作方法，其特征在于，包括：

S1：在半導體襯底上形成鰭結構；

S2：沉積第一層多晶硅層，所述第一層多晶硅層覆蓋所述半導體襯底的上表面及所述鰭結構的上表面和側面；

S3：對所述第一層多晶硅進行離子注入工藝，形成非晶硅層；

S4：對所述非晶硅層進行光刻刻蝕工藝，以形成所述鰭結構的非晶硅側墻結構，且所述非晶硅側墻結構的高度為所述鰭結構的高度的10％至100％之間；

S5：沉積第二層多晶硅層，所述第二層多晶硅層覆蓋所述半導體襯底的上表面、所述鰭結構的上表面和側表面及所述非晶硅側墻結構的上表面和側表面，然后對所述第二層多晶硅層進行平坦化工藝，并通過光刻刻蝕工藝形成偽柵極結構；

S5：進行高溫退火工藝使得所述非晶硅側墻結構中的非晶硅向多晶化轉變；

S6：沉積層間介質層，并進行平坦化工藝；以及

S7：去除偽柵極結構，并在偽柵極結構的去除區域形成金屬柵極。

11.根據權利要求10所述的鰭式場效晶體管的制作方法，其特征在于，在步驟S2中，所述第一層多晶硅層的厚度大于10nm。

12.根據權利要求10所述的鰭式場效晶體管的制作方法，其特征在于，在步驟S3中，所述離子注入工藝的離子注入的材料為Ge或Ar。

13.根據權利要求10所述的鰭式場效晶體管的制作方法，其特征在于，在步驟S3中，所述離子注入工藝的離子注入深度小于或等于所述第一層多晶硅的厚度。