[发明专利]鳍式场效应管的形成方法

说明书

一种半导体器件的形成方法，包括：在第一开口底部和侧壁上形成高k栅介质层，所述高k栅介质层还位于所述暴露出的NMOS区域的鳍部的部分顶部和侧壁上；在所述高k栅介质层上形成阻挡层；在所述阻挡层上形成N型功函数层，所述N型功函数层内含有Al离子；对所述N型功函数层进行回流退火处理，所述回流退火处理适于使位于所述拐角区域的N型功函数层厚度变厚，且还适于使所述拐角区域的N型功函数层内的Al离子向所述阻挡层内扩散；在进行所述回流退火处理之后，在所述N型功函数层上形成填充满所述第一开口的金属层。本发明增加了NMOS鳍式场效应管的沟道区的有效沟道长度，改善了形成的鳍式场效应管的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体制作技术领域，特别涉及一种鳍式场效应管的形成方法。

背景技术

随着半导体工艺技术的不断发展，半导体工艺节点遵循摩尔定律的发展趋势不断减小。为了适应工艺节点的减小，不得不不断缩短MOSFET场效应管的沟道长度。沟道长度的缩短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET场效应管的开关速度等好处。

然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channeleffects)更容易发生。

因此，为了更好的适应器件尺寸按比例缩小的要求，半导体工艺逐渐开始从平面MOSFET晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如鳍式场效应管(FinFET)。FinFET中，栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，具有比平面MOSFET器件强得多的栅对沟道的控制能力，能够很好的抑制短沟道效应；且FinFET相对于其他器件，具有更好的现有的集成电路制作技术的兼容性。

然而，现有技术形成的鳍式场效应管的性能有待进一步提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应管的形成方法，改善形成的鳍式场效应管的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供包括NMOS区域的衬底、位于衬底上分立的鳍部，所述衬底上还形成有覆盖鳍部侧壁的隔离层，所述隔离层顶部低于鳍部顶部，所述隔离层上还形成有层间介质层，其中，所述NMOS区域的层间介质层内形成有第一开口，所述第一开口横跨NMOS区域的鳍部，且暴露出NMOS区域的鳍部的部分顶部和侧壁，所述第一开口的底部与侧壁之间具有拐角区域；在所述第一开口底部和侧壁上形成高k栅介质层，所述高k栅介质层还位于所述暴露出的NMOS区域的鳍部的部分顶部和侧壁上；在所述高k栅介质层上形成阻挡层；在所述阻挡层上形成N型功函数层，所述N型功函数层内含有Al离子；对所述N型功函数层进行回流退火处理，所述回流退火处理适于使位于所述拐角区域的N型功函数层厚度变厚，且还适于使所述拐角区域的N型功函数层内的Al离子向所述阻挡层内扩散；在进行所述回流退火处理之后，在所述N型功函数层上形成填充满所述第一开口的金属层。

可选的，所述高于隔离层顶部表面的鳍部包括：鳍部底部区域、以及位于鳍部底部区域上方的鳍部顶部区域；其中，所述回流退火处理还适于使位于所述鳍部底部区域侧壁上的N型功函数层的厚度变薄。

可选的，在进行所述回流退火处理之前，位于所述鳍部底部区域侧壁上的N型功函数层的厚度为33埃～88埃；在进行所述回流退火处理之后，位于所述鳍部底部区域侧壁上的N型功函数层的厚度为30埃～80埃。

可选的，相邻鳍部之间的隔离层顶部表面为下凹弧形表面。

可选的，所述回流退火处理的工艺参数包括：退火温度为100℃～300℃，退火时长为10min～120min。

可选的，所述N型功函数层的材料为TiAl、TiAlC、TiAlN或AlN。