晶体管及其形成方法技术

一种晶体管及其形成方法，形成方法包括：形成包括核心区和外围区的衬底；在核心区和外围区衬底上分别形成第一伪栅结构和第二伪栅结构，第一伪栅结构包括第一栅氧化层和第一伪栅电极层，第二伪栅结构包括第二栅氧化层和第二伪栅电极层；去除第一伪栅电极层和第二伪栅电极层，在伪栅结构之间衬底上的介质层中形成第一开口和第二开口；形成覆盖第一开口侧壁、底部和核心区介质层的第一阻挡层，以及覆盖第二开口侧壁、底部和外围区介质层的第二阻挡层；形成填充满第二开口且覆盖外围区的光阻图形；去除第一栅氧化层和第一阻挡层；去除光阻图形；去除第二阻挡层；在第一开口内和第二开口内形成栅极结构。所述形成方法可以提高晶体管的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
晶体管及其形成方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种晶体管及其形成方法。
技术介绍
在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展，集成电路特征尺寸持续减小。为了适应特征尺寸的减小，MOSFET器件的沟道长度也相应不断缩短。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，因此栅极对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinchoff)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthresholdleakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short-channeleffects)更容易发生。因此，为了更好适应特征尺寸的减小，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晶体管过渡，如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET的栅至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制。与平面MOSFET器件比栅对沟道的控制能力更强，从而能够很好的抑制短沟道效应。鳍式场效应管按照功能区分主要分为核心(Core)器件和输入输出(InputandOutput,I/O)器件。核心器件包括核心MOS器件，输入输出器件包括输入输出MOS器件。通常情况下，输入输出器件工作电压比核心器件工作电压大的多。为防止电击穿等问题，当器件工作电压越大时，要求器件栅介质层厚度越厚，因此，输入输出器件栅介质层的厚度通常大于核心器件的栅介质层的厚度。但是，现有技术形成的晶体管的电学性能仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶体管及其形成方法，提高晶体管的电学性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶体管的形成方法，包括：形成衬底，所述衬底包括用于形成核心器件的核心区和用于形成输入输出器件的外围区；在所述衬底上形成多个伪栅结构，位于核心区衬底上的为第一伪栅结构，位于外围区衬底上的为第二伪栅结构，其中，所述第一伪栅结构包括第一栅氧化层和第一伪栅电极层，所述第二伪栅结构包括第二栅氧化层和第二伪栅电极层；在所述第一伪栅结构和第二伪栅结构之间的衬底上形成介质层；去除所述第一伪栅电极层和第二伪栅电极层，在所述介质层中形成露出第一栅氧化层的第一开口和露出第二栅氧化层的第二开口；形成覆盖第一开口侧壁和底部、第二开口侧壁和底部以及介质层的阻挡层，位于核心区的为第一阻挡层，位于外围区的为第二阻挡层；形成填充满第二开口且覆盖外围区的光阻图形；以所述光阻图形为掩膜，去除所述第一栅氧化层和第一阻挡层；去除所述光阻图形；去除所述光阻图形后，去除第二阻挡层，露出第二开口底部的第二栅氧化层；在所述第一开口和第二开口中形成金属层，位于第一开口中的所述金属层用于构成第一栅极结构；位于第二开口中的所述第二栅氧化层和所述金属层用于构成第二栅极结构。可选的，所述阻挡层为氧化层。可选的，所述阻挡层为氧化硅层。可选的，所述氧化硅层的制备方法为原子层沉积。可选的，所述原子层沉积的工艺参数为：生长温度为80-300℃，腔室压强为5mTorr-20Torr，生长时间为5-100个循环。可选的，所述阻挡层的厚度为可选的，所述去除第一栅氧化层和第一阻挡层的步骤包括：采用SiCoNi刻蚀工艺或者稀释的氢氟酸溶液进行去除步骤。可选的，所述SiCoNi刻蚀工艺的工艺参数包括：氦气的气体流量为600sccm至2000sccm，三氟化氮的气体流量为20sccm至200sccm，氨气的气体流量为200sccm至500sccm，腔室压强为2Torr至10Torr，工艺时间为20s至400s。可选的，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的体积浓度百分比为0.05％-0.2％。可选的，所述去除光阻图形的步骤包括：采用灰化工艺去除所述光阻图形。可选的，所述形成方法还包括：在去除第二阻挡层之前，在所述第一开口底部形成牺牲层；去除第二阻挡层的步骤中，还去除所述第一开口底部的牺牲层。可选的，所述牺牲层为氧化硅层。可选的，所述牺牲层的厚度为可选的，所述去除牺牲层和第二阻挡层的步骤包括：采用稀释的氢氟酸溶液进行去除步骤。可选的，在形成所述第一开口和第二开口之后，对第一开口露出的第一栅氧化层和第二开口露出的第二栅氧化层进行掺氮处理。相应的，本专利技术提供一种采用前述形成方法所形成的晶体管。相应的，本专利技术还提供一种晶体管，包括：衬底，包括具有核心器件的核心区、以及具有输入输出器件的外围区；位于所述衬底上的介质层，所述介质层内具有贯穿所述核心区介质层的第一开口、以及贯穿所述外围区介质层的第二开口；第一栅氧化层，位于所述第一开口底部；第二栅氧化层，位于所述第二开口底部；位于所述第一开口侧壁、第一栅氧化层上、第二开口侧壁、第二栅氧化层上、以及所述介质层顶部的阻挡层，位于所述核心区的阻挡层为第一阻挡层，位于外围区的阻挡层为第二阻挡层。可选的，所述阻挡层为氧化层。可选的，所述阻挡层为氧化硅层。可选的，所述阻挡层的厚度为与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的晶体管的形成方法，通过在第一开口侧壁和底部、以及第二开口侧壁和底部形成阻挡层，再形成填充满第二开口且覆盖外围区的光阻图形，在去除光阻图形之后再将阻挡层去除，光阻残留在去除阻挡层的过程中一同被去除，从而使光阻图形去除较为彻底、不易残留，进而提高了晶体管的电学性能。此外，由于第二栅氧化层在后续工艺中会作为第二栅极结构的一部分，所述阻挡层的形成可以减少第二栅氧化层与光阻图形发生反应，减少光阻残留，从而提高第二栅极结构的质量，进而提高晶体管的电学性能，提高器件的良率。本专利技术提供一种采用上述形成方法所形成的晶体管，所述晶体管第二栅氧化层上的光阻残留较少，因此所述晶体管的电学性能可以得到提高。本专利技术还提供一种晶体管，所述晶体管包括位于所述第一开口侧壁、第一栅氧化层上、第二开口侧壁、第二栅氧化层上、以及所述介质层顶部的阻挡层，在半导体制造工艺过程中，若在所述阻挡层上形成光阻图形，所述阻挡层上的光阻残留在去所述除阻挡层的过程中一同被去除，从而可以减少或避免光阻残留，进而提高了晶体管的电学性能。附图说明图1至图6是一种晶体管的形成方法各步骤对应的结构示意图；图7至图17是本专利技术晶体管的形成方法一实施例中各步骤对应结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术形成的晶体管电学性能仍有待提高。结合现有技术的形成方法，对晶体管电学性能不佳的原因进行分析。参考图1至图6，示出了一种晶体管的形成方法各步骤对应的结构示意图。所述晶体管的形成方法包括以下步骤：参考图1，形成衬底100，所述衬底100包括核心区Ⅰ和外围区Ⅱ。所述核心区Ⅰ衬底100上具有第一鳍部110，所述外围区Ⅱ衬底100上具有第二鳍部120。参考图2，图2是沿第一鳍部110和第二鳍部120延伸方向的剖面结构示意图，在所述衬底100上形成横跨第一鳍部110且覆盖第一鳍部110部分顶部和侧壁表面的第一伪栅结构(未标示)、横跨第二鳍部120且覆盖第二鳍部120部分顶部和侧壁表面的第二伪栅结构(未标示)。其中，所述第一伪栅结构包括位于所述第一鳍部110表面的第一栅氧化层111和位于所述第一栅氧化层111上的第一伪栅电极层112，所述第二伪栅结构包括位于所述第二鳍部120表面的第二栅氧化层121和位于所述第二栅氧化层121上的第二伪栅电极层122。继续参考图2，在所述第一伪栅结构两侧的第一鳍部110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：形成衬底，所述衬底包括用于形成核心器件的核心区和用于形成输入输出器件的外围区；在所述衬底上形成多个伪栅结构，位于核心区衬底上的为第一伪栅结构，位于外围区衬底上的为第二伪栅结构，其中，所述第一伪栅结构包括第一栅氧化层和第一伪栅电极层，所述第二伪栅结构包括第二栅氧化层和第二伪栅电极层；在所述第一伪栅结构和第二伪栅结构之间的衬底上形成介质层；去除所述第一伪栅电极层和第二伪栅电极层，在所述介质层中形成露出第一栅氧化层的第一开口和露出第二栅氧化层的第二开口；形成覆盖第一开口侧壁和底部、第二开口侧壁和底部以及介质层的阻挡层，位于核心区的为第一阻挡层，位于外围区的为第二阻挡层；形成填充满第二开口且覆盖外围区的光阻图形；以所述光阻图形为掩膜，去除所述第一栅氧化层和第一阻挡层；去除所述光阻图形；去除所述光阻图形后，去除第二阻挡层，露出第二开口底部的第二栅氧化层；在所述第一开口和第二开口中形成金属层，位于第一开口中的所述金属层用于构成第一栅极结构；位于第二开口中的所述第二栅氧化层和所述金属层用于构成第二栅极结构。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：形成衬底，所述衬底包括用于形成核心器件的核心区和用于形成输入输出器件的外围区；在所述衬底上形成多个伪栅结构，位于核心区衬底上的为第一伪栅结构，位于外围区衬底上的为第二伪栅结构，其中，所述第一伪栅结构包括第一栅氧化层和第一伪栅电极层，所述第二伪栅结构包括第二栅氧化层和第二伪栅电极层；在所述第一伪栅结构和第二伪栅结构之间的衬底上形成介质层；去除所述第一伪栅电极层和第二伪栅电极层，在所述介质层中形成露出第一栅氧化层的第一开口和露出第二栅氧化层的第二开口；形成覆盖第一开口侧壁和底部、第二开口侧壁和底部以及介质层的阻挡层，位于核心区的为第一阻挡层，位于外围区的为第二阻挡层；形成填充满第二开口且覆盖外围区的光阻图形；以所述光阻图形为掩膜，去除所述第一栅氧化层和第一阻挡层；去除所述光阻图形；去除所述光阻图形后，去除第二阻挡层，露出第二开口底部的第二栅氧化层；在所述第一开口和第二开口中形成金属层，位于第一开口中的所述金属层用于构成第一栅极结构；位于第二开口中的所述第二栅氧化层和所述金属层用于构成第二栅极结构。2.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层为氧化层。3.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层为氧化硅层。4.如权利要求3所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述氧化硅层的制备方法为原子层沉积。5.如权利要求4所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述原子层沉积的工艺参数为：生长温度为80-300℃，腔室压强为5mTorr-20Torr，生长时间为5-100个循环。6.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的厚度为7.如权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述去除第一栅氧化层和第一阻挡层的步骤包括：采用SiCoNi刻蚀工艺或者稀释的氢氟酸溶液进行去除步骤。8.如权利要求7所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述SiCoNi刻蚀工艺的工艺参数包括：氦气的气体流量为600sccm至2000s...

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