栅极及晶体管的形成方法技术

本发明专利技术提供一种栅极及晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在衬底上形成栅极材料层；采用等离子刻蚀机对栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，等离子刻蚀的步骤包括：使等离子刻蚀机输出脉冲式功率，以对栅极材料层进行脉冲刻蚀。本发明专利技术还提供一种晶体管的形成方法，包括：采用如上述方法形成晶体管的栅极。本发明专利技术的有益效果在于，本发明专利技术的刻蚀方式中的刻蚀可以实现间断的刻蚀效果，这样可以使等离子的电子温度在刻蚀间断时得到一定程度的降低，有利于减小等离子的电子温度，进而减小对衬底的影响程度，也就是说，减小在刻蚀形成栅极的时候对衬底的损耗，以尽量避免在衬底上形成凹陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种。
技术介绍
在现有技术中，在形成半导体器件的各个步骤中容易在栅极两侧的衬底上形成凹陷(recess)。例如，在现有的形成栅极的过程中，一般先在衬底上覆盖一层栅极材料层，然后通过掩模刻蚀的方法去除部分栅极材料层，保留下来的剩余的栅极材料层便形成半导体器件的栅极。然而，在刻蚀栅极材料层的过程中，常难以避免对衬底部分造成损耗(loss)。另外，由于衬底与栅极相接触的部分始终没有暴露出，所以该部分不会发生凹陷的情况，所以，衬底与栅极相接触的部分基本不发生损耗，而衬底位于栅极两侧的部分发生损耗，也就是说，衬底与栅极的连接处与衬底在栅极两侧的位置之间产生了高度差，这种高度差便形成了所述的凹陷(参考图1中的凹陷5)。所述凹陷会使得后续形成的源区、漏区的位置向衬底的底部偏移，进而影响半导体器件的性能。除此之外，在后续形成层间互联结构的步骤中，为了优化源区、漏区与后续形成的金属互连线的接触性能，可能会在源区、漏区表面形成硅化物层(silicide)，此时源区、漏区的位置向衬底的底部偏移意味着在源区、漏区上形成的硅化物层也会相应的向衬底底部方向偏移，这会影响后续工艺的进行。而随着半导体器件尺寸的逐渐减小，所述凹陷对半导体器件的影响越来越明显。因此，如何在形成栅极的过程中尽量减小对衬底的影响，以尽量避免在衬底上形成上述凹陷，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，减小在栅极两侧的衬底上形成凹陷的几率。为解决上述问题，本专利技术提供一种栅极的形成方法，包括:提供衬底；在所述衬底上形成栅极材料层；采用等离子刻蚀机对所述栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，等离子刻蚀的步骤包括:使等离子刻蚀机输出脉冲式功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。可选的，等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括:使等离子刻蚀机输出脉冲式的偏置功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。可选的，等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括:使等离子刻蚀机输出脉冲式的源功率与偏置功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。可选的，等离子刻蚀形成栅极的过程中形成副产物；等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括:采用包含所述副产物的刻蚀气体对所述栅极材料层进行等离子刻蚀。可选的，形成栅极材料层的步骤包括，形成多晶硅材料的栅极材料层；等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括:采用的刻蚀气体包括氯气和四氯化硅，或者采用的刻蚀气体包括溴气和四溴化硅。可选的，所述刻蚀气体中还包括氧气。可选的，所述等离子刻蚀机腔室的底部设置有底电极；等离子刻蚀栅极材料层的步骤包括:对刻蚀机的底电极通入反偏压的直流脉冲。可选的，刻蚀栅极材料层的步骤包括:主刻蚀，用于去除部分栅极材料层；软着陆刻蚀，用于进一步去除主刻蚀后剩余的栅极材料层；过刻蚀，用于去除软着陆刻蚀后剩余的栅极材料层；其中，采用脉冲刻蚀的方式对去除软着陆刻蚀后剩余的栅极材料层进行过刻蚀。可选的，过刻蚀的过程中形成副产物；过刻蚀的步骤包括:采用包含所述副产物的刻蚀气体对所述栅极材料层进行过刻蚀。可选的，所述栅极材料层的材料为多晶硅，所述衬底为硅衬底。可选的，在提供衬底的步骤之后，形成栅极材料层的步骤之前，还包括以下步骤:在所述衬底上形成栅氧层。可选的，刻蚀栅极材料层的步骤包括:在所述栅极材料层上形成掩模；之后以所述掩模刻蚀为掩模，对所述栅极材料层进行等离子刻蚀。可选的，形成掩模的步骤包括:依次在所述栅极材料层上形成第一介质抗反射层、非晶碳层、第二介质抗反射层以及底部抗反射层。可选的，在形成栅极的步骤之后，还包括以下步骤:在所述衬底上形成与所述栅极齐平的层间介质层；去除所述栅极以在所述层间介质层中形成开口 ；在所述开口中形成金属栅极。此外，本专利技术还提供一种晶体管的形成方法，包括:采用如上述的方法形成晶体管的栅极；在栅极两侧的衬底中形成源区和漏区。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:通过形成衬底，并在所述衬底上形成栅极材料层，然后对所述栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，使刻蚀机输出的功率呈脉冲的形式，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。由于刻蚀机的输出功率为脉冲形式，对于栅极材料层的刻蚀也是脉冲形式的，也就是说，相区别于现有技术中持续的刻蚀，本专利技术的刻蚀方式中的刻蚀可以实现间断的刻蚀效果，这样可以使等离子的电子温度在刻蚀间断时得到一定程度的降低，有利于减小等离子的电子温度，从而减小等离子体的能量，进而减小对衬底的影响程度，也就是说，减小在刻蚀形成所述栅极的时候对衬底的损耗，以尽量避免在衬底上形成凹陷。进一步，在采用的刻蚀气体中事先加入刻蚀所述栅极材料层的过程中产生的副产物，也就是说，事先增加了等离子与所述栅极材料层之间反应的生成物，这样能够在一定程度上减缓等离子的刻蚀速度，也就是说，能够减小对衬底的损耗速度，从而减小了对衬底的损耗程度。进一步，使刻蚀气体中包括氯气或者溴气，并且，所述刻蚀气体中还包括四氯化硅或者四溴化硅，尽量不采用含有氢离子的刻蚀气体，以尽量避免氢离子渗入衬底进而对衬底造成损伤。进一步,对刻蚀机的底电极(bottom electrode)通入反偏压的直流脉冲,这样有利于将等离子的离子能量分布较为集中，这样有利于增加等离子刻蚀所述栅极材料层相对于其他半导体部件的选择比。进一步，将刻蚀栅极材料层的步骤分成主刻蚀、软着陆刻蚀以及过刻蚀，并在过刻蚀步骤中采用脉冲刻蚀的方式，这样既能够使主刻蚀以及软着陆刻蚀以连续刻蚀的方式进行，以保证一定的总体刻蚀效率，又能够在过刻蚀的步骤当中，通过脉冲刻蚀减小对衬底的损耗。【附图说明】图1为现有的半导体器件的结构示意图；图2至图9是本专利技术栅极的形成方法一实施例各个步骤的结构示意图。【具体实施方式】在现有的刻蚀栅极材料层以形成栅极的过程中很容易对衬底造成一定程度的损耗(loss),导致在形成的栅极两侧的衬底表面形成凹陷(recess)。例如，在刻蚀过程进行到一定程度时，一部分衬底将会露出，此时很容易对衬底造成一定的损耗；再例如，现有技术中采用的刻蚀气体中通常包含的一些离子容易渗透进衬底进而对衬底造成的损耗。为此，本专利技术提供一种栅极的形成方法，包括以下步骤:提供衬底；在所述衬底上形成栅极材料层；对所述栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，使刻蚀机输出的功率呈脉冲的形式，对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。通过上述步骤，使刻蚀机输出脉冲式功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。由于刻蚀机的输出功率为脉冲形式，对于栅极材料层的刻蚀也是脉冲形式的，也就是说，相区别于现有技术中持续的刻蚀，本专利技术的刻蚀方式中的刻蚀可以实现间断的刻蚀效果，这样可以使等离子的电子温度在刻蚀间断时得到一定程度的降低，有利于减小当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅极的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底上形成栅极材料层；采用等离子刻蚀机对所述栅极材料层进行等离子刻蚀，以形成栅极；其中，等离子刻蚀的步骤包括：使等离子刻蚀机输出脉冲式功率，以对所述栅极材料层进行脉冲刻蚀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，任佳，
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