[发明专利]鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法

说明书

本发明公开了一种鳍式场效应晶体管的假栅的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底上形成有鳍及隔离层；覆盖鳍及隔离层以形成掩盖层；沿与鳍垂直的方向进行掩盖层的刻蚀，直至暴露隔离层，以形成开口；进行填充，以在开口中形成假栅；去除掩盖层。本发明通过刻蚀形成用于形成假栅的开口，这样会形成倒梯形的开口，进而使得假栅具有倒梯形的形状，即假栅的上部宽、下部窄，这会利于后续工艺中替代栅极尤其是金属栅极的填充，同时不会损伤鳍以及衬底，具有良好的器件性能。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法。

背景技术

随着半导体器件的高度集成，MOSFET沟道长度不断缩短，一系列在MOSFET长沟道模型中可以忽略的效应变得愈发显著，甚至成为影响器件性能的主导因素，这种现象统称为短沟道效应。短沟道效应会恶化器件的电学性能，如造成栅极阈值电压下降、功耗增加以及信噪比下降等问题。

全耗尽(Fully-Depleted)非平面器件，如FinFET(鳍型场效应晶体管)，是20纳米及以下技术代的理想选择。由于FinFET可以实现对极短沟道中的短沟道效应的有效控制，显著减少沟道中的严重漏电现象，降低期间S因子，减少器件工作电压，实现低压低耗运作。同时，FinFET的导电沟道能够提供更高的导电电流，显著增加器件和电路性能。

目前，在FinFET的制造工艺中，采用高k-金属栅(高k介质材料和金属栅极)的结构和后栅工艺成为主流，后栅工艺是先按照传统工艺先形成假栅和源漏，而后，将该假栅去除，在形成的沟槽中重新淀积栅极。然而，问题在于，在栅长逐渐减小后，沟槽变得很窄且深宽比大，往往会大于3:1，这使得在重新淀积栅极时容易形成空洞，影响器件的性能。通常希望能形成形貌为上宽下窄的倒梯形的假栅，这样，会有利于高k金属栅的填充，但对于一般的等离子体刻蚀，要形成这样的形貌，同时对衬底或鳍无损伤，会非常难以实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种鳍式场效应晶体管的假栅的制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有鳍及隔离层；

覆盖鳍及隔离层以形成掩盖层；

沿与鳍垂直的方向进行掩盖层的刻蚀，直至暴露隔离层，以形成具有倒梯形结构的开口；

填满开口，以在开口中形成假栅；

去除掩盖层。

可选的，形成掩膜层的步骤具体包括：

依次淀积第一掩盖层和第二掩盖层，第一掩盖层相对隔离层具有刻蚀选择性；

进行平坦化，形成覆盖鳍及隔离层的掩盖层。

可选的，在形成开口之后，进行填充之前，还包括步骤：

在开口的鳍上形成栅介质层。

可选的，在形成掩盖层之前还包括步骤：在鳍表面上形成栅介质层；

在去除掩盖层之后，还包括步骤：去除假栅两侧的栅介质层。

此外，本发明还提供了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，在利用上述方法形成假栅之后；进一步地，

在假栅两侧的鳍中形成源漏区；

覆盖源漏区以形成层间介质层；

去除假栅，以形成沟槽；

填满沟槽，以在沟槽中形成替代栅。

可选的，在去除假栅的步骤中，进一步包括：去除假栅下的栅介质层；