[发明专利]栅极及晶体管的形成方法

说明书

本发明提供一种栅极及晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成栅极材料层；采用等离子刻蚀机对栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，等离子刻蚀的步骤包括：使等离子刻蚀机输出脉冲式功率，以对栅极材料层进行脉冲刻蚀。本发明还提供一种晶体管的形成方法，包括：采用如上述方法形成晶体管的栅极。本发明的有益效果在于，本发明的刻蚀方式中的刻蚀可以实现间断的刻蚀效果，这样可以使等离子的电子温度在刻蚀间断时得到一定程度的降低，有利于减小等离子的电子温度，进而减小对衬底的影响程度，也就是说，减小在刻蚀形成栅极的时候对衬底的损耗，以尽量避免在衬底上形成凹陷。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种栅极及晶体管的形成方法。

背景技术

在现有技术中，在形成半导体器件的各个步骤中容易在栅极两侧的衬底上形成凹陷（recess）。

例如，在现有的形成栅极的过程中，一般先在衬底上覆盖一层栅极材料层，然后通过掩模刻蚀的方法去除部分栅极材料层，保留下来的剩余的栅极材料层便形成半导体器件的栅极。然而，在刻蚀栅极材料层的过程中，常难以避免对衬底部分造成损耗（loss）。

另外，由于衬底与栅极相接触的部分始终没有暴露出，所以该部分不会发生凹陷的情况，所以，衬底与栅极相接触的部分基本不发生损耗，而衬底位于栅极两侧的部分发生损耗，也就是说，衬底与栅极的连接处与衬底在栅极两侧的位置之间产生了高度差，这种高度差便形成了所述的凹陷（参考图1中的凹陷5）。

所述凹陷会使得后续形成的源区、漏区的位置向衬底的底部偏移，进而影响半导体器件的性能。除此之外，在后续形成层间互联结构的步骤中，为了优化源区、漏区与后续形成的金属互连线的接触性能，可能会在源区、漏区表面形成硅化物层（silicide），此时源区、漏区的位置向衬底的底部偏移意味着在源区、漏区上形成的硅化物层也会相应的向衬底底部方向偏移，这会影响后续工艺的进行。

而随着半导体器件尺寸的逐渐减小，所述凹陷对半导体器件的影响越来越明显。因此，如何在形成栅极的过程中尽量减小对衬底的影响，以尽量避免在衬底上形成上述凹陷，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种栅极及晶体管的形成方法，减小在栅极两侧的衬底上形成凹陷的几率。

为解决上述问题，本发明提供一种栅极的形成方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成栅极材料层；

采用等离子刻蚀机对所述栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，等离子刻蚀的步骤包括：使等离子刻蚀机输出脉冲式功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。

可选的，等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括：使等离子刻蚀机输出脉冲式的偏置功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。

可选的，等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括：使等离子刻蚀机输出脉冲式的源功率与偏置功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。

可选的，等离子刻蚀形成栅极的过程中形成副产物；

等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括：采用包含所述副产物的刻蚀气体对所述栅极材料层进行等离子刻蚀。

可选的，形成栅极材料层的步骤包括，形成多晶硅材料的栅极材料层；

等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括：采用的刻蚀气体包括氯气和四氯化硅，或者采用的刻蚀气体包括溴气和四溴化硅。

可选的，所述刻蚀气体中还包括氧气。

可选的，所述等离子刻蚀机腔室的底部设置有底电极；

等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括：对刻蚀机的底电极通入反偏压的直流脉冲。