[发明专利]鳍式场效应晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有鳍部，所述鳍部的材料为Ge、SiGe或Ⅲ-Ⅴ元素；

形成横跨部分鳍部侧壁和顶部表面的伪栅；

形成覆盖所述半导体衬底、鳍部和伪栅的介质层，所述介质层的表面与伪栅的顶部表面齐平；

去除所述伪栅，形成凹槽；

在所述凹槽的侧壁和底部表面形成含氧离子的高K介质层；

对所述含氧离子的高K介质层进行退火，使得含氧离子的高K介质层中的氧离子扩散至凹槽底部的鳍部中，氧离子与鳍部材料反应形成界面层；

退火后，在所述高K介质层上形成填充凹槽的金属栅极。

2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，采用自掺杂沉积工艺形成所述含氧离子的高K介质层。

3.如权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述含氧离子的高K介质层的形成工艺为自掺杂的原子层沉积工艺。

4.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述高K介质层的材料为HfO₂、TiO₂、HfZrO、HfSiNO、Ta₂O₅、ZrO₂、ZrSiO₂、Al₂O₃、SrTiO₃或BaSrTiO。

5.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述高K介质层材料HfO₂，自掺杂的原子层沉积工艺形成含氧离子的高K介质层的过程包括：步骤S21，向沉积腔室中通入铪源气体；步骤S22，向沉积腔室通入第一氧源气体；步骤S23，施加射频功率，将铪源气体、第一氧源气体解离为等离子体；步骤S24等离子体沉积形成高K介质薄膜层；步骤S25，循环进行步骤S21-S24至少1-4次后，进行通入第二氧源气体，并解离第二氧源气体，向高K介质薄膜层掺杂氧离子的步骤；步骤S26，重复进行步骤S21-S25，若干含氧离子的高K介质薄膜层构成含氧离子的高K介质层。

6.如权利要求5所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述铪源气体为HfCl₄，铪源气体的流量为60sccm至500sccm，第一氧源气体为H₂O，第一氧源气体的流量为20～300sccm，第二氧源气体为O₂或O₃，第二氧源气体的流量为30～200sccm，沉积腔室压强为0.1托至8托，沉积腔室射频功率为300瓦至3000瓦，沉积腔室温度为250～400摄氏度。

7.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述含氧离子的高K介质层中氧离子的浓度为1E12atom/cm³～1E16atom/cm³，含氧离子的高K介质层的厚度为5～30埃。

8.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，进行退火时的600～1200摄氏度，退火时间为30秒～60分钟，退火氛围为惰性气体氛围。

9.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述伪栅两侧的鳍部内还形成有源区和漏区。

10.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：

在退火之前，在含氧离子的高K介质层表面上形成盖层。

11.如权利要求10所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述盖层为金属氮化物。

12.如权利要求11所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属氮化物为TiN或TaN。

13.如权利要求11所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述盖层的厚度为10～50埃。