[发明专利]一种MOSFET器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种MOSFET器件及其制作方法，该方法先采用第一刻蚀条件刻蚀硅衬底以得到第一沟槽，然后采用第二刻蚀条件刻蚀硅衬底以得到第二沟槽，第一沟槽的侧壁与硅衬底的法线之间的角度小于第二沟槽的侧壁与硅衬底的法线之间的角度，再采用第三刻蚀条件刻蚀硅衬底以得到隔离沟槽，隔离沟槽在硅衬底中划分得到位于硬掩膜层下方的有源区，有源区包括主体部及上方的帽层，帽层的宽度小于主体部的宽度，主体部的顶部拐角呈圆化拐角，后续栅介质层是通过氧化帽层得到，且在该过程中，有源区主体部的顶部拐角被隔离介质层所保护而不会被消耗，有利于减轻MOSFET器件上的寄生效应，避免出现双峰效应，最终提高MOSFET器件的电性能表现。

技术领域

本发明属于半导体集成电路技术领域，涉及一种MOSFET器件及其制作方法。

背景技术

有源区拐角(AA corner)处的形貌对金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOSFET)的电性能十分重要，由于多晶硅紧贴于有源区拐角之上，过为尖锐的拐角会使栅极端提前开启，对应Id-Vg曲线(漏极电流-栅极电压曲线)产生双峰(double-hump)现象，器件的电性能变差。为了提高器件的电性能，在工艺开发中追求更加圆润的拐角，即有源区拐角圆化(AA corner rounding)技术

现有的技术在有源区刻蚀步骤完成有源区拐角圆化的效果，忽略了后续工艺对硅的消耗，未对有源区拐角进行保护，这使得有源区拐角圆化的效果在栅氧化层形成后大打折扣，甚至完全失效。

因此，如何改进有源区拐角圆化工艺，以使后续工艺中有源区拐角能够保持圆角状态，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种MOSFET器件及其制作方法，用于解决现有技术中因有源区顶部拐角不够圆润导致栅极端提前开启，对应Id-Vg曲线产生双峰现象的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种MOSFET器件的制作方法，包括以下步骤：

提供一硅衬底，依次形成衬垫氧化层、硬掩膜层及光阻层于所述硅衬底上，并图形化所述光阻层；

基于图形化的所述光阻层刻蚀所述硬掩膜层及所述衬垫氧化层以显露所述硅衬底；

以所述硬掩膜层为掩膜并采用第一刻蚀条件刻蚀所述硅衬底以得到第一沟槽，所述第一沟槽自所述硅衬底的顶面往下延伸至第一深度；

以所述硬掩膜层为掩膜并采用与所述第一刻蚀条件不同的第二刻蚀条件刻蚀所述硅衬底以得到第二沟槽，所述第二沟槽自所述第一沟槽的底面往下延伸至第二深度，所述第一沟槽靠近所述硬掩膜层的一侧的侧壁与所述硅衬底的法线之间的角度小于所述第二沟槽靠近所述硬掩膜层的一侧的侧壁与所述硅衬底的法线之间的角度；

以所述硬掩膜层为掩膜并采用第三刻蚀条件刻蚀所述硅衬底以得到隔离沟槽，所述隔离沟槽在所述硅衬底中划分得到位于所述硬掩膜层下方的有源区，所述有源区包括主体部及位于所述主体部上方的帽层，所述帽层的宽度小于所述主体部的宽度，所述主体部的顶部拐角呈圆化拐角；

形成隔离介质层以填充所述隔离沟槽，并减薄所述隔离介质层以显露所述硬掩膜层；

去除所述硬掩膜层及所述衬垫氧化层以显露所述帽层，所述主体部的顶部拐角仍被所述隔离介质层所覆盖；

氧化所述帽层以得到栅介质层。

可选地，所述第一沟槽靠近所述硬掩膜层的一侧的侧壁与所述硅衬底的法线之间的角度范围是0-10度。

可选地，所述采用第一刻蚀条件刻蚀所述硅衬底以得到第一沟槽的方法包括干法刻蚀，所述采用与所述第一刻蚀条件不同的第二刻蚀条件刻蚀所述硅衬底以得到第二沟槽的方法包括干法刻蚀。