鳍式场效应晶体管及其形成方法、半导体器件技术

一种鳍式场效应晶体管及其形成方法、半导体器件，其中鳍式场效应晶体管的形成方法包括：提供基底，在所述基底上形成有伪栅极；在所述伪栅极两侧的基底中形成源极、漏极；在所述基底上形成层间介质层，所述层间介质层上表面与伪栅极上表面持平；去除所述伪栅极，在所述层间介质层中形成伪栅沟槽；对所述伪栅沟槽底部的基底部分进行图形化，在所述源极与漏极之间形成鳍部，所述鳍部两端分别连接源极、漏极；在所述伪栅沟槽中形成横跨鳍部的高K栅介质层和栅极。本技术方案为先形成伪栅极，再形成鳍部，避免形成伪栅极过程中的鳍部高度对栅极高度的影响，实现准确定位栅极高度，栅极高度与预定义高度基本相符，鳍式场效应晶体管中的信号传递可靠。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应晶体管及其形成方法、半导体器件
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种鳍式场效应晶体管及其形成方法、半导体器件。
技术介绍
在半导体
，随着集成电路的特征尺寸不断减小，以及对集成电路更高信号传递速度的要求，晶体管需要在尺寸逐渐减小的同时具有更高的驱动电流。为顺应这种要求，现有技术提出了鳍式场效应晶体管。 鳍式场效应晶体管(FinFET)包括:位于基底上的鳍部；横跨鳍部的栅极；位于栅极两侧鳍部中的源极、漏极，源极与栅极之间、漏极与栅极之间相互隔开。相比于CMOS晶体管，鳍式场效应晶体管为位于基底上的类似立体结构，它的特征尺寸更小，更能满足高集成度的要求。而且，鳍式场效应晶体管的栅极与鳍部的上表面相对，栅极与鳍部的两个相对的侧壁表面也相对，则在工作时，与栅极接触的鳍部的上表面和两个相对的侧壁表面均能形成沟道区，这提升了载流子的迁移率。 由于鳍式场效应晶体管的诸多优点，对其形成方法也得到越来越多研究。 下面，简单介绍现有的具有金属栅极的鳍式场效应晶体管的形成方法: 参照图1，提供基底10，在基底10上形成有绝缘层20，在绝缘层20上形成有鳍部30，绝缘层20起到绝缘隔离作用； 参照图2，在绝缘层20上形成多晶硅层40，位于绝缘层20上的多晶硅层40上表面高于鳍部30上表面； 参照图3,化学机械研磨(Chemical Mechanical Planarizat1n, CMP)多晶娃层40，使得多晶硅层40上表面光滑、平坦，对多晶硅层40进行CMP也用于调节多晶硅层40的高度，对应地，实现对金属栅极高度的调整； 参照图4，对多晶硅层40 (参照图3)进行图形化，形成横跨鳍部30的多晶硅层作为伪栅极41，之后，在伪栅极41两侧的鳍部中分别进行离子掺杂，在鳍部两端分别形成源极、漏极(未示出)； 参照图5，在绝缘层20上形成层间介质层50，层间介质层50上表面与伪栅极上表面基本持平；之后，去除伪栅极形成伪栅沟槽，在伪栅沟槽中填充金属栅极42。 但是，使用现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能不佳。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，使用现有技术形成的鳍式场效应晶体管的性能不佳。 为解决上述问题，本专利技术提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，该鳍式场效应晶体管的形成方法包括: 提供基底，在所述基底上形成有伪栅极； 在所述伪栅极两侧的基底中形成源极、漏极； 在所述基底上形成层间介质层，所述层间介质层上表面与伪栅极上表面持平； 去除所述伪栅极，在所述层间介质层中形成伪栅沟槽； 对所述伪栅沟槽底部的基底部分进行图形化，在所述源极与漏极之间形成鳍部，所述鳍部两端分别连接源极、漏极； 在所述伪栅沟槽中形成横跨鳍部的高K栅介质层和位于高K栅介质层上的栅极。 可选地，所述伪栅极的形成方法包括: [0021 ] 在所述基底上形成伪栅极材料层； 对所述伪栅极材料层进行图形化，在所述基底上形成伪栅极。 可选地，所述伪栅极的材料为多晶硅或无定形碳。 可选地，在形成所述伪栅极之前，在所述基底上形成掩模线，所述掩模线覆盖源极、漏极位置的基底部分，和覆盖源极、漏极之间的基底部分，所述伪栅极横跨掩模线。 可选地，所述基底为绝缘体上硅基底，所述绝缘体上硅基底包括底部硅层、位于所述底部硅层上的绝缘层和位于所述绝缘层上的顶部硅层； 所述源极、漏极位于所述伪栅极两侧掩模线下的顶部硅层中； 对所述伪栅沟槽底部的基底部分进行图形化的方法包括:以所述层间介质层和掩模线为掩模，刻蚀伪栅沟槽底部未被掩模线覆盖的顶部硅层部分，至暴露绝缘层，伪栅沟槽底部掩模线下的剩余顶部硅层作为鳍部。 可选地，在形成所述鳍部后，使用氢等离子体，或使用氢等离子体和氮等离子体刻蚀鳍部侧壁，去除所述鳍部侧壁的凸部，所述凸部是在刻蚀伪栅沟槽底部的未被掩模线覆盖的顶部硅层过程中形成。 可选地，对氢气进行等离子体化形成氢等离子体； 对氢气进行等离子体化的功率范围是IW?500W ;在刻蚀鳍部侧壁过程中，射频频率范围是2MHz?10MHz ;氢气的流量范围是1sccm?500sccm。 可选地，在形成所述源极、漏极之前，在所述伪栅极两侧形成第一侧墙。 可选地，在形成所述鳍部后，在所述第一侧墙下的基底侧壁形成第二侧墙。 可选地，所述鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管，在形成所述高K栅介质层和栅极前，以所述第二侧墙为掩模，在所述鳍部表面外延生长锗硅层。 可选地，在所述伪栅沟槽中形成高K栅介质层和栅极的方法包括: 形成高K介质材料层，所述高K介质材料层覆盖层间介质层和伪栅沟槽，在所述高K介质材料层上形成栅极材料层，所述栅极材料层填充满伪栅沟槽； 去除高出所述层间介质层上表面的高K介质材料层和栅极材料层，剩余高K介质材料层作为高K栅介质层，剩余栅极材料层作为栅极。 可选地，所述基底包括第一区和第二区，在所述第一区中形成的鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管，在所述第二区中形成的鳍式场效应晶体管为N型鳍式场效应晶体管； 所述P型鳍式场效应晶体管的鳍部和N型鳍式场效应晶体管的鳍部同步形成。 可选地，所述P型鳍式场效应晶体管的栅极的材料与N型鳍式场效应晶体管的栅极的材料不同。 本专利技术还提供一种鳍式场效应晶体管，该鳍式场效应晶体管包括: 基底； 位于所述基底上的层间介质层； 位于所述层间介质层中的伪栅沟槽； 位于所述伪栅沟槽两侧基底中的源极、漏极； 位于所述伪栅沟槽底部的鳍部，所述鳍部两端分别连接源极、漏极； 位于所述伪栅沟槽中横跨鳍部的高K栅介质层和位于高K栅介质层上的栅极。 可选地，还包括位于源极、漏极和鳍部上表面的掩模线，所述层间介质层和高K栅介质层覆盖掩模线。 可选地，在所述伪栅沟槽中栅极两侧具有第一侧墙。 可选地，在所述第一侧墙下的基底侧壁具有第二侧墙。 可选地，所述鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管，在所述鳍部表面具有锗硅层。 本专利技术还提供一种半导体器件，该半导体器件包括: 基底，所述基底包括第一区和和第二区； 位于第一区的上述任一所述的鳍式场效应晶体管，第一区的所述鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管； 位于第二区的上述任一所述的鳍式场效应晶体管，第二区的所述鳍式场效应晶体管为N型场效应晶体管。 可选地，所述P型鳍式场效应晶体管的栅极的材料与N型鳍式场效应晶体管的栅极的材料不同。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: 在形成伪栅极后，形成层间介质层；之后，去除伪栅极形成伪栅沟槽；在伪栅沟槽底部形成连接源极与漏极的鳍部。与现有技术的鳍式场效应晶体管的先形成鳍部，再形成伪栅极相比，本技术方案为先形成伪栅极，再形成鳍部。这样，避免了形成伪栅极过程中的鳍部高度对伪栅极高度的影响，并进一步避免对栅极高度的影响，使得栅极高度是可以准确定位的，栅极高度与预定义高度基本相符，则鳍式场效应晶体管中的信号传递可靠、稳定。 【附图说明】 图1?图5是现有技术的鳍式场效应晶体管在形成过程中的立体结构示意图； 图6是第一实施例的鳍式场效应晶体管在形成过程中的剖面结构示意图； 图7是第一实施例的鳍式场效应晶体管在形成过程中的俯视示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成有伪栅极；在所述伪栅极两侧的基底中形成源极、漏极；在所述基底上形成层间介质层，所述层间介质层上表面与伪栅极上表面持平；去除所述伪栅极，在所述层间介质层中形成伪栅沟槽；对所述伪栅沟槽底部的基底部分进行图形化，在所述源极与漏极之间形成鳍部，所述鳍部两端分别连接源极、漏极；在所述伪栅沟槽中形成横跨所述鳍部的高K栅介质层和位于高K栅介质层上的栅极。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括: 提供基底，在所述基底上形成有伪栅极； 在所述伪栅极两侧的基底中形成源极、漏极； 在所述基底上形成层间介质层，所述层间介质层上表面与伪栅极上表面持平； 去除所述伪栅极，在所述层间介质层中形成伪栅沟槽； 对所述伪栅沟槽底部的基底部分进行图形化，在所述源极与漏极之间形成鳍部，所述鳍部两端分别连接源极、漏极； 在所述伪栅沟槽中形成横跨所述鳍部的高K栅介质层和位于高K栅介质层上的栅极。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述伪栅极的形成方法包括: 在所述基底上形成伪栅极材料层； 对所述伪栅极材料层进行图形化，在所述基底上形成伪栅极。3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述伪栅极的材料为多晶硅或无定形碳。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成所述伪栅极之前，在所述基底上形成掩模线，所述掩模线覆盖源极、漏极位置的基底部分，和覆盖源极、漏极之间的基底部分，所述伪栅极横跨掩模线。5.如权利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述基底为绝缘体上硅基底，所述绝缘体上硅基底包括底部硅层、位于所述底部硅层上的绝缘层和位于所述绝缘层上的顶部硅层； 所述源极、漏极位于所述伪栅极两侧掩模线下的顶部硅层中； 对所述伪栅沟槽底部的基底部分进行图形化的方法包括:以所述层间介质层和掩模线为掩模，刻蚀伪栅沟槽底部未被掩模线覆盖的顶部硅层部分，至暴露绝缘层，伪栅沟槽底部掩模线下的剩余顶部硅层作为鳍部。6.如权利要求5所述的形成方法，其特征在于，在形成所述鳍部后，使用氢等离子体，或使用氢等离子体和氮等离子体刻蚀鳍部侧壁，去除所述鳍部侧壁的凸部，所述凸部是在刻蚀伪栅沟槽底部的未被掩模线覆盖的顶部硅层过程中形成。7.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于，对氢气进行等离子体化形成氢等离子体； 对氢气进行等离子体化的功率范围是IW?500W ;在刻蚀鳍部侧壁过程中，射频频率范围是2MHz?10MHz ;氢气的流量范围是1sccm?500sccm。8.如权利要求1或4所述的形成方法，其特征在于，在形成所述源极、漏极之前，在所述伪栅极两侧形成第一侧墙。9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，在形成所述鳍部后，在所述第一侧墙下的基底侧壁形成第二侧墙。10.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述鳍式场效应晶体管为P型鳍式场效应晶体管，在形成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，王冬江，
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