构成用于腐蚀FINFET的硅翅的最终硬掩模的三掩模方法技术

本文给出了一种构成用于腐蚀ＦｉｎＦＥＴ的硅翅、源／漏硅区、以及硅台面的最终硬掩模的三掩模方法，该硅台面用于诸如电阻器、二极管和电容器的非ＦｉｎＦＥＴ器件。更具体地，第一掩模用于产生芯模；第二掩模用于图案化芯模的侧壁隔层；第三掩模用于图案化由侧壁隔层之一连接的箱形结构。提供了栅导体向箱形结构的对准。

【技术实现步骤摘要】

本公开给出了一种用于制造翅型场效应晶体管(FinFET)的方法，该方法使用构成用于腐蚀硅翅、源/漏硅区、以及硅台面的最终硬掩模的三掩模方法，该硅台面用于诸如电阻器、二极管和电容器的非FinFET器件。
技术介绍
随着仍有减小晶体管尺寸的需要，创造了新的和更小的类型的晶体管。在晶体管技术中的一个最近进展是引入已知为FinFET的翅型场效应晶体管。授予Hu等人的美国专利6,413,802(下文称为“Hu”)公开了一种包括沿其中心的具有沟道的中心翅、以及在翅结构端部的源和漏的FinFET结构，该专利以引用方式结合在本文中。栅导体覆盖该沟道部分。尽管FinFET结构减小了基于晶体管的器件的尺寸，但继续改善FinFET和制造FinFET的方法仍是重要的。本专利技术在下文中描述使用构成用于腐蚀硅翅、FinFET的源/漏硅区、以及硅台面的最终硬掩模的三掩模方法，该硅台面用于诸如电阻器、二极管和电容器的非FinFET器件。
技术实现思路
本公开给出了一种制造翅型场效应晶体管(FinFET)的方法，开始是在叠层结构上方形成芯模(mandrel)。该叠层结构包括衬底、衬底上方的硅层，以及硅层上方的硬掩模。随后，本专利技术在芯模的周围形成侧壁隔层，然后去除芯模，在原地留下独立的侧壁隔层。然后，本专利技术使用一些图案化的掩模，以去除侧壁隔层的全部选定区段。随后，本专利技术使用光学掩模以在剩下的部分侧壁隔层上方形成箱形的结构，使得剩下的侧壁隔层的区段连接箱形结构并在硬掩模上方产生变形的H形结构。该形成箱形结构的步骤包括在与变形的H形结构隔开的叠层结构中形成对准标记。然后，本专利技术将变形的H形结构图案转移到硬掩模中，并且，之后去除变形的H形结构。随后，本专利技术使用硬掩模将变形的H形结构图案转移到硅层中，使得硅层的一部分获得包括由翅连接的两个相对的箱形结构的变形H形结构。随后，本专利技术在硅层的变形H形结构上生长牺牲氧化物，并将杂质注入到硅层的翅以调节沟道区中的阈值电压。然后，牺牲氧化物被去除，并在硅层的翅上方形成/生长栅氧化物。接着，本专利技术在硅层的箱形结构之间形成栅导体。栅导体与翅交叉。该形成栅导体的步骤使用与用于产生箱形结构的相同光学掩模而产生的对准标记，使栅导体与变形的H形结构对准。接着，本专利技术在栅导体上形成栅侧壁隔层。栅侧壁隔层只存在于栅导体上，而没有存在于硅层的变形H形结构上。然后，本专利技术的步骤在硅层的变形H形结构上生长额外的硅。在生长额外的硅的步骤之后，本专利技术向硅层的变形H形结构中注入杂质，以形成源/漏和扩展区，以及晕圈(halo)。然后，使用公知的处理技术完成该结构，以形成各种隔离物/绝缘体、接触等。在结合以下的描述和附图来考虑时，将更好地评价和理解本专利技术的这些和其它方面以及目的。然而，应当理解，以下的描述尽管指出了本专利技术的优选实施方式以及其大量具体的细节，但是是以示例而非限制的方式给出的。可以在本专利技术的范围内进行许多改变和修改，而不背离其精神，本专利技术包括所有这样的修改。附图说明参照附图，从下文的详细描述中将更好地理解本专利技术。图1A和1B是部分完成的finFET结构的示意图；图2A和2B是部分完成的finFET结构的示意图；图3A和3B是部分完成的finFET结构的示意图；图4A和4B是部分完成的finFET结构的示意图；图5A和5B是部分完成的finFET结构的示意图；图6A和6B是部分完成的finFET结构的示意图；图7A和7B是部分完成的finFET结构的示意图；图8A和8B是部分完成的finFET结构的示意图；图9A和9B是部分完成的finFET结构的示意图；图10A和10B是部分完成的finFET结构的示意图；以及图11是说明本专利技术的优选方法的流程图。具体实施例方式参照在附图中示出并在以下的描述中给出细节的非限定实施方式，更全面地解释本专利技术及其各种特征和有益的细节。应注意，在图中所示出的特征没有必要按比例绘制。对公知的部件和处理技术的描述被省略，以免不必要地混淆本专利技术。这里使用的例子只希望便于理解本专利技术可以被应用的方式，并进一步使本领域的技术人员可以应用本专利技术。因此，这些例子不应被理解成限制本专利技术的范围。本专利技术给出了一种构成用于腐蚀FinFET的硅翅和源/漏硅区以及硅台面的最终硬掩模的三掩模方法，该硅台面用于诸如电阻器、二极管和电容器的非FinFET器件。在下文中描述大部分保留传统CMOS工艺中发现的配置特征的对准树(alignment tree)和步骤。本公开给出了一种制作翅型场效应晶体管(FinFET)的方法，该方法开始是在叠层结构上方形成芯模100(图1A、1B)。芯模100可包括任何图案化的材料，如光致抗蚀剂、氮化硅、二氧化硅、多晶硅等。注意在附图中、“A”图表示结构的顶视或平面视图，而“B”图是沿“A”图所示该结构的线“I-I”或“II-II”的截面图。叠层结构包括衬底108、衬底108上方的硅层106、以及硅层106上方的硬掩模104(例如二氧化硅、氮化硅等)。随后，本专利技术沿芯模100的侧面形成侧壁隔层102，并随后去除该芯模，原位留下独立的侧壁隔层102(图2A、2B)。该侧壁隔层可以包括任何形成的隔层材料，如二氧化硅、氮化硅、多晶硅等等。如图3所示，随后本专利技术使用图案化的掩模300以去除侧壁隔层110、112、116的所有选定区段。项目300表示掩模，而项目302表示掩模中的开口，通过该开口腐蚀处理到达并去除隔层110。掩模300可以包括任何图案化的材料，如光致抗蚀剂、氮化硅、二氧化硅等等。这在硬掩模104上形成U形或C形的独立的结构(当从顶部看时)，如图4A、4B所示(该图示出了在去除掩模300之后的结构)。随后，如图5A和5B所示，本专利技术在去除第一侧壁隔层110后剩下的相对的侧壁隔层112、116上方形成箱形结构500，使得单独留下的侧壁隔层114连接箱形结构500并在硬掩模104上方产生变形的H形结构504。掩模500可包括任何图案化的材料，如光致抗蚀剂、氮化硅、二氧化硅等等。该结构被称作“变形的”H形结构504，因为单独的翅114没有位于沿相对的箱形结构500的长度的中间。该形成箱形结构500的步骤包括在与变形的H形结构504隔开的叠层结构中形成对准标记502。对准标记502是由用于限定箱形结构500的掩模限定的形状。这些标记502被转移成硬掩模材料104并随后用于图案化硅106的区域。这些标记502被用于随后的步骤中以对准用于对栅导体图案化的暴光工具，因而确保实现栅在箱形结构上的最佳重叠(最小重叠误差)。标记502没有在“B”图中示出，因为它们距H形结构500有很长的距离。然后，如图6A和6B所示，本专利技术将变形的H形结构图案504转移成硬掩模104(通过腐蚀或类似的公知的材料去除工艺)。硬掩模104中的变形的H形结构在附图中被标识成项目604。该变形的H形结构604也包括相对的箱形结构600和连接翅602。随后，本专利技术去除变形的H形结构504。因此，如上所示，本专利技术给出了一种构成用于腐蚀FinFET的硅翅和源/漏硅区以及硅台面的最终硬掩模604的三掩模方法，该硅台面用于诸如电阻器、二极管和电容器的非FinFET器件。更具体地，第一掩模被用于产生芯模100；第二掩模300被用于图案化侧壁隔层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制作翅型场效应晶体管即ＦｉｎＦＥＴ的方法，所述方法包括：在硅层结构的上方形成变形的Ｈ形结构，其中所述形成所述变形的Ｈ形结构包括在与所述变形的Ｈ形结构隔开的所述硅层结构中形成对准标记；将所述变形Ｈ形结构图案转移到所述硅 层结构的硅层中，使得所述硅层的一部分具有包括由翅连接的两个相对箱形结构的所述变形Ｈ形结构；在所述硅层的所述箱形结构之间形成栅导体，其中所述栅导体与所述翅交叉，并且，其中所述形成所述栅导体的步骤使用所述对准标记，使所述栅导体与所述变形 Ｈ形结构对准；在所述栅导体上形成栅侧壁隔层，其中所述栅侧壁隔层只存在于所述栅导体上，而不存在于所述硅层的所述变形Ｈ形结构上；以及在所述硅层的所述变形Ｈ形结构上生长额外的硅。

【技术特征摘要】
US 2004-8-5 10/710,8221.一种用于制作翅型场效应晶体管即FinFET的方法，所述方法包括在硅层结构的上方形成变形的H形结构，其中所述形成所述变形的H形结构包括在与所述变形的H形结构隔开的所述硅层结构中形成对准标记；将所述变形H形结构图案转移到所述硅层结构的硅层中，使得所述硅层的一部分具有包括由翅连接的两个相对箱形结构的所述变形H形结构；在所述硅层的所述箱形结构之间形成栅导体，其中所述栅导体与所述翅交叉，并且，其中所述形成所述栅导体的步骤使用所述对准标记，使所述栅导体与所述变形H形结构对准；在所述栅导体上形成栅侧壁隔层，其中所述栅侧壁隔层只存在于所述栅导体上，而不存在于所述硅层的所述变形H形结构上；以及在所述硅层的所述变形H形结构上生长额外的硅。2.权利要求1中的方法，其中所述形成所述变形H形结构的步骤包括在所述硅层结构上形成芯模；围绕所述芯模形成侧壁隔层；去除所述芯模并在原位留下所述侧壁隔层；去除部分所述侧壁隔层；以及在所述侧壁隔层的一部分上形成掩模，使得剩余的侧壁隔层连接所述掩模并产生所述变形H形结构。3.权利要求2中的方法，其中所述剩余的隔层与所述相对的侧壁隔层垂直。4.权利要求1的方法，还包括在所述生长所述额外的硅的步骤之后，向所述硅层的所述变形H形结构中注入杂质。5.权利要求1中的方法，还包括在形成所述栅导体之前，在所述硅层的所述变形H形结构上生长牺牲氧化物；向所述硅层的所述翅和所述箱形结构中注入杂质；以及去除所述牺牲氧化物。6.权利要求1中的方法，还包括在形成所述栅导体之前，在所述硅层的所述翅上方形成栅绝缘体。7.权利要求1中的方法，其中在所述变形H形结构中，所述翅没有位于沿所述相对的箱形结构的长度的中间位置。8.一种制造翅型场效应晶体管即FinFET的方法，所述方法包括在叠层结构上方形成变形H形结构，其中所述叠层结构包括衬底、所述衬底上方的硅层、和所述硅层上方的硬掩模，并且，其中所述形成所述变形H形结构的步骤包括在与所述变形H形结构隔开的所述叠层结构中形成对准标记；将所述变形H形结构图案转移到所述硬掩模中；去除所述变形H形结构；使用所述硬掩模，将所述变形H形结构图案转移到所述硅层中，使得所述硅层的一部分具有包括由翅连接的两个相对箱形结构的所述变形H形结构；在所述硅层的所述箱形结构之间形成栅导体，其中所述栅导体与所述翅交叉，并且，其中所述形成所述栅导体的步骤使用所述对准标记，使所述栅导体与所述变形H形结构对准；在所述栅导体上形成栅侧壁隔层，其中所述栅侧壁隔层只存在于所述栅导体上，而没有存在于所述硅层的所述变形H形结构上；以及在所述硅层的所述变形H形结构上生长额外的硅。9.权利要求8中的方法，其中所述形成所述变形H形结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：布伦特A安德森，爱德华J诺瓦克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]