[发明专利]鳍式场效应晶体管的形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成硬掩模，硬掩模具有条状图形以定义鳍的区域；在所述衬底及所述条状图形上形成与横跨所述条状图形的伪栅结构；以所述伪栅结构为掩模，对所述衬底进行离子注入，形成源、漏区；去除所述伪栅；对所述衬底进行刻蚀，形成多条具有一定高度的鳍；在所述多条鳍的上表面、侧壁上形成栅极介质层、金属栅极。本发明形成方法能够使光刻形成的伪栅形貌更佳；并且省去了源/漏区接触垫，避免了因源/漏区接触垫与金属栅极不平行导致的电阻、寄生电容变化对鳍式场效应晶体管性能的影响；通过进一步加工，还可以形成具有氧化石墨烯栅极介质层的双栅晶体管。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。

背景技术

随着半导体特征尺寸的逐渐减小，晶体管渐渐开始从平面晶体管向三维（3D）鳍式场效应晶体管（FinFET）器件结构的过渡。鳍式场效应晶体管中，栅极至少可以从两侧对超薄体的鳍进行控制，因此栅极对沟道的控制能力较强，能够很好的抑制短沟道效应。

图1示出了现有技术的一种鳍式场效应晶体管的立体结构示意图。如图1所示，鳍式场效应晶体管包括：半导体衬底10，所述半导体衬底10上形成有凸出结构（图中未标示）；氧化层11，覆盖所述半导体衬底10的表面以及凸出结构侧壁的一部分，凸出结构超出氧化层11的部分成为鳍式场效应晶体管的鳍（Fin）14；栅极结构，横跨在所述鳍14上，覆盖所述鳍14的顶部和侧壁，栅极结构包括栅极介质层（图中未示出）和位于栅极介质层上的栅极12。对于鳍式场效应晶体管，鳍14的顶部以及两侧的侧壁与栅极结构相接触的部分都成为沟道区，即具有多个栅，有利于增大驱动电流，改善器件性能。

现有技术中由于在鳍式场效应晶体管中的多条细长的鳍平行排布，需要在鳍两端形成接触垫，用于实现鳍与源漏区的电连接。如图1中接触垫13是平行于条形栅极12的条状结构，但是目前的接触垫13与栅极12之间无法做到完全对准，也就是说条形的接触垫13与栅极12之间不是完全的平行关系，使得栅极12与接触垫13之间的寄生电容与电阻在与条形的栅极平行的方向上不断变化，影响鳍式场效应晶体管的性能。

此外，在现有的鳍式场效应晶体管形成方法中，形成鳍之后，在鳍覆盖栅极结构，由于鳍具有一定高度，给之后条状的栅极的光刻提供了凹凸不平的表面，影响后续条状的栅极的光刻精度，并且在覆盖鳍之后栅极结构的表面平坦度较差，需要采用化学机械研磨工艺对栅极结构的表面进行处理，但是化学机械研磨工艺容易造成器件损伤，从而影响最终形成的鳍式场效应晶体管的电学性能。

发明内容

本发明解决的问题是提出一种能优化器件性能的鳍式场效应晶体管的形成方法。

为解决上述问题，本发明提出了一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成硬掩模，所述硬掩模具有用于形成鳍的条状图形；

在所述衬底上形成横跨所述条状图形的伪栅结构，所述伪栅结构包括伪栅以及位于伪栅侧壁上的侧墙；

以所述伪栅结构以及硬掩模为掩模，对所述衬底进行离子注入，形成源、漏区；

在源、漏区的衬底上形成与伪栅结构齐平的层间介质层；

去除所述伪栅，露出伪栅下方的硬掩模；

以所述层间介质层及所述硬掩模为掩模，对所述衬底进行刻蚀，形成多个鳍以及位于鳍之间的多个沟槽；

去除鳍上表面的硬掩模，在所述鳍的上表面和侧壁、所述沟槽的底部和侧壁以及侧墙侧壁形成栅极介质层；

对所述沟槽进行金属填充，以形成金属栅极。

可选的，提供衬底的步骤包括：

提供埋氧层以及位于所述埋氧层上的硅衬底；