[发明专利]栅极堆叠结构的形成方法及FinFET器件的形成方法

说明书

本发明提供一种栅极堆叠结构的形成方法及FinFET器件的形成方法，栅极堆叠结构的形成方法包括：提供一衬底；形成功函数叠层；形成阻挡层覆盖功函数叠层；形成抗反射层填充栅极沟槽；去除所述第二区域的抗反射层及阻挡层；去除第二区域的部分功函数叠层；去除第一区域的抗反射层及阻挡层；在栅极沟槽内形成栅极导电层，以形成第一栅极堆叠结构及第二栅极堆叠结构。本发明中，通过在功函数叠层上形成阻挡层，利用阻挡层减少或避免在去除抗反射层时以及在去除阻挡层时损伤功函数叠层，并且同时不影响整个工艺过程的工艺窗口，从而解决在打开功函数叠层上的抗反射层时功函数叠层被损伤的问题，提高制造栅极叠层结构的良率。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种栅极堆叠结构的形成方法及FinFET器件的形成方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，传统的平面器件已难以满足人们对高性能器件的需求。鳍式场效应晶体管(Finfield-EffectTransistor，FinFET)是一种立体型器件，包括在衬底上垂直形成的鳍部以及部分覆盖鳍部的高介电常数金属栅极(HKMG)。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电口，同时也可以大幅缩短晶体管的闸长。

其中，FinFET器件的栅极堆叠结构包括栅介质层、功函数叠层以及栅极导电层，栅介质层及功函数叠层均保形地覆盖鳍片的外壁。目前，在通过干法蚀刻打开功函数叠层上的抗反射层以暴露功函数叠层时，由于鳍片顶部的抗反射层较薄被提前损耗完，导致鳍片顶部的功函数叠层被干法蚀刻损伤，从而使得栅极堆叠结构的良率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种栅极堆叠结构的形成方法及FinFET器件的形成方法，以解决功函数叠层在打开抗反射层时被损伤的问题。

为解决上述技术问题，本实施例的供一种栅极堆叠结构的形成方法，包括：提供一衬底，所述衬底上具有至少一个栅极沟槽，所述栅极沟槽包括第一区域及第二区域，所述第一区域及所述第二区域上均形成有鳍片；形成功函数叠层，所述功函数叠层覆盖所述栅极沟槽的内壁及所述鳍片的外壁；形成阻挡层，所述阻挡层覆盖所述功函数叠层；形成抗反射层，所述抗反射层覆盖所述阻挡层，并填充所述栅极沟槽；形成图形化的光刻胶层，并以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述第二区域的抗反射层，以暴露所述第二区域的阻挡层，去除所述抗反射层时所述抗反射层的去除速率大于所述阻挡层的去除速率；去除所述第二区域的阻挡层，以暴露所述第二区域的功函数叠层，去除所述阻挡层时所述阻挡层的去除速率大于所述功函数叠层的去除速率；去除所述第二区域的部分功函数叠层；去除所述第一区域的抗反射层及所述第一区域的阻挡层，以暴露所述第一区域的功函数叠层；于所述栅极沟槽内形成栅极导电层，以在所述第一区域形成第一栅极堆叠结构，在所述第二区域形成第二栅极堆叠结构，所述第一栅极堆叠结构与所述第二栅极堆叠结构具有不同的阈值电压。

可选的，所述抗反射层包括有机底部抗反射层。

可选的，所述阻挡层包括不定形硅或不定形碳。

可选的，所述阻挡层的厚度为30埃～100埃。

可选的，去除所述抗反射层为干法蚀刻，采用的工艺气体包括SO₂/N₂或N₂/H₂。

可选的，所述功函数叠层包括自下而上的第二功函数层及第一功函数层，所述第一功函数层的材料包括氮化钛，所述第二功函数层的材料包括氮化钽。

可选的，去除所述阻挡层为干法蚀刻，采用的工艺气体包括三氟化氮及氢气，且采用的偏置电压为零。

可选的，利用湿法蚀刻去除所述第二区域的第一功函数层，所述湿法蚀刻的蚀刻液包括双氧水。

可选的，还包括盖帽层，还包括盖帽层，所述盖帽层位于所述鳍片与所述功函数叠层之间，且所述盖帽层的材质包括氮化钛。