晶体管的形成方法技术

本发明专利技术提供一种晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在衬底中形成源区、漏区，所述源区与漏区之间的衬底作为沟道区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层；对所述牺牲层进行图形化，以在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口；在所述开口中形成金属栅极；去除剩余的牺牲层。本发明专利技术晶体管的形成方法省去了形成伪栅结构的步骤，在形成开口的过程中仅进行一次刻蚀工艺，减小了刻蚀工艺对开口形貌的影响，从而可以使形成于所述开口中的金属栅极具有较好的形貌，进而提高了具有所述金属栅极的晶体管的性能。在所述牺牲层中形成开口之前，所述牺牲层无需化学机械研磨处理，牺牲层以及开口内的污染物较少，有益于晶体管的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，具体涉及一种。
技术介绍
为提高晶体管的性能，现有技术发展了高K介质层/金属栅极结构的晶体管。通常采用后金属栅工艺形成金属栅极。具体地，后金属栅工艺的步骤包括:先在衬底上覆盖多晶硅层，在对多晶硅层进行刻蚀，形成伪栅；然后在伪栅之间填充层间介质层，再通过刻蚀去除层间介质层中的伪栅，以在所述伪栅原位置处形成开口，之后在所述开口中填充金属材料，以形成金属栅极。然而，在对多晶硅层进行刻蚀，形成伪栅的步骤中，刻蚀工艺可能使得伪栅形成不规则的形貌。此外，在去除伪栅的刻蚀中，去除伪栅的刻蚀还可能对开口的形貌产生不良影响，这样两次的刻蚀过程的工艺因素都可能都造成开口的形貌变差(例如开口的侧壁可能形成阶梯状等不规则的形貌)，使在开口中形成的金属栅极形貌变差的概率增大，对具有金属栅极的晶体管的性能产生不利影响。还需要说明的是，在伪栅之间填充层间介质层之后，去除伪栅之前需要对层间介质层进行化学机械研磨，使所述层间介质层与所述伪栅表面相齐平，以便于去除所述伪栅。然而，在进行化学机械研磨的过程中，污染物容易进入层间介质层和伪栅结构中，对层间介质层和伪栅结构造成污染，从而容易在去除伪栅时在开口中形成污染物，进而会影响具有金属栅极的晶体管的可靠性。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶体管形成方法，提高晶体管的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶体管形成方法，包括:提供衬底；在所述衬底中形成源区、漏区，所述源区与漏区之间的衬底作为沟道区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层；对所述牺牲层进行图形化，以在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口 ；在所述开口中形成金属栅极；去除剩余的牺牲层。可选的，在所述衬底表面形成牺牲层的步骤中，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烧。可选的，采用沉积或旋涂的方法形成氢倍半硅氧烷的牺牲层。可选的，在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括:在所述牺牲层表面形成条形光刻胶，所述条形光刻胶与所述开口位置相对应；对所述条形光刻胶露出的部分牺牲层进行曝光处理，使所述条形光刻胶露出的部分牺牲层的材料发生转化；去除所述条形光刻胶遮挡的未转化的牺牲层，以形成所述开口。可选的，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷，对所述条形光刻胶露出的部分牺牲层进行曝光处理，所述条形光刻胶露出的部分牺牲层的材料转化为硅的氧化物。可选的，对所述条形光刻胶露出部分牺牲层进行曝光处理的步骤包括:对所述条形光刻胶露出部分牺牲层进行电子束曝光或紫外曝光。可选的，所述晶体管为鳍式场效应晶体管，在衬底中形成源区、漏区，源区与漏区之间的衬底作为沟道区的步骤包括:刻蚀衬底以在所述衬底上形成鳍部，所述鳍部用于形成所述沟道区，对所述鳍部两端进行掺杂，以形成源漏区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层的步骤包括:形成覆盖所述鳍部的牺牲层；在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括:形成延伸方向与所述鳍部垂直的条形开口；在所述开口中形成金属栅极的步骤包括:形成横跨于所述鳍部的金属栅极。可选的，在所述衬底上形成鳍部以后，形成源漏区之前，在所述衬底上形成位于鳍部之间的隔离结构，使所述鳍部高于所述隔离结构。可选的，所述鳍部露出隔离结构的高度在30纳米到60纳米的范围内。可选的，所述牺牲层的厚度在100纳米到250纳米的范围内。可选的，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷，在去除未转化的牺牲层，以形成所述开口的步骤中，采用四甲基氢氧化铵溶液去除所述未转化的牺牲层。可选的，在形成所述开口以后，在所述开口中形成金属栅极之前，在所述开口内壁以及牺牲层表面形成介质层。可选的，在所述开口中形成金属栅极的步骤包括:在所述开口内部以及牺牲层表面的介质层上方形成金属层；对所述金属层进行化学机械研磨，直到去除牺牲层表面的金属层与介质层，位于所述开口中的金属层用于形成金属栅极。可选的，所述晶体管为CMOS，在衬底中形成源区、漏区，源区与漏区之间的衬底作为沟道区的步骤包括:对所述衬底进行源漏掺杂，以在所述衬底中形成源区、漏区，位于源区、漏区的衬底为所述沟道区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层的步骤包括:在所述衬底上覆盖所述牺牲层；在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括:形成延伸方向与所述沟道区延伸方向相同的开口；在所述开口中形成金属栅极的步骤包括:形成位于所述源区、漏区之间沟道区上的、延伸方向与所述沟道区延伸方向相同的金属栅极。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:在本专利技术形成金属栅极的过程中，采用形成于牺牲层中的开口形成所述金属栅极，省去了形成伪栅结构的步骤，在形成开口的过程中仅进行一次刻蚀工艺，减小了刻蚀工艺对开口形貌的影响，可形成形貌较好的开口，从而可以使形成于所述开口中的金属栅极具有较好的形貌，进而提高了具有所述金属栅极的晶体管的性能。在所述牺牲层中形成的开口用于定义金属栅极的尺寸和位置，在所述牺牲层中形成开口之前，所述牺牲层无需化学机械研磨处理，因此，牺牲层以及开口内的污染物较少，在牺牲层中开口内形成的金属栅极性能较好。进一步，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷，在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括:在所述牺牲层表面形成条形光刻胶，所述条形光刻胶与所述开口位置相对应；对所述条形光刻胶露出的部分牺牲层进行曝光处理，所述条形光刻胶露出的部分牺牲层的材料发生转化；去除未转化的牺牲层，以形成所述开口。对部分牺牲层进行曝光处理的过程中，条形光刻胶露出的氢倍半硅氧烷转化为氧化硅，去除光刻胶后，采用四甲基氢氧化铵溶液去除剩余的氢倍半硅氧烷，四甲基氢氧化铵溶液对氢倍半硅氧烷和氧化硅的选择比较高，基本不会对氧化硅造成损伤，因此能够通过一步刻蚀将氢倍半硅氧烷去除干净，并且去除氢倍半硅氧烷后所述开口的侧壁较为平整，可以使在所述开口中形成的金属栅极形貌更好。【附图说明】图1至图18为本专利技术一实施例中的各个步骤的示意图。【具体实施方式】现有技术采用伪栅工艺形成金属栅极在伪栅工艺中需要两次刻蚀工艺，刻蚀工艺容易使金属栅极的形貌变差，对金属栅极以及晶体管的性能产生不利影响。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种晶体管形成方法，包括:提供衬底；在衬底中形成源区、漏区，源区与漏区之间的衬底作为沟道区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层；对所述牺牲层进行图形化，以在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口，在所述开口中形成金属栅极；去除剩余的牺牲层。在本专利技术形成金属栅极的过程中，采用形成于牺牲层中的开口形成所述金属栅极，省去了形成伪栅结构的步骤，在形成开口的过程中仅进行一次刻蚀工艺，减小了刻蚀工艺对开口形貌的影响，可形成形貌较好的开口，从而可以使形成于所述开口中的金属栅极具有较好的形貌，进而提高了具当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底中形成源区、漏区，所述源区与漏区之间的衬底作为沟道区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层；对所述牺牲层进行图形化，以在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口；在所述开口中形成金属栅极；去除剩余的牺牲层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾以志，童浩，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31