[发明专利]场效应晶体管的制备方法和场效应晶体管

说明书

本发明提供了一种场效应晶体管的制备方法和场效应晶体管，其中，制备方法包括：在衬底上依次形成氧化层和图形化的氮化硅层；对衬底进行热氧化处理；依次对图形化的氮化硅层和场氧化层进行刻蚀至暴露出衬底的指定区域为止；在指定区域上形成栅氧化层；形成图形化的掩膜复合层；在形成掩膜复合层的衬底上形成第一离子掺杂区；在形成第一离子掺杂区的衬底上形成氮化硅介质层，并依次进行氧化硅层的淀积处理和刻蚀处理；在形成侧墙结构的衬底上，形成第二离子掺杂区；在形成第二离子掺杂区后，刻蚀氮化硅介质层和栅氧化层；在暴露出第二离子掺杂区的衬底上形成金属电极。通过本发明技术方案，避免了接触孔套刻，提升了器件可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，具体而言，涉及一种场效应晶体管的制备方法和一种场效应晶体管。

背景技术

在集成电路芯片的制造过程中，有源区往往需要用金属连接。有源区表面需要通过光刻、刻蚀来制造出接触孔，然后生长金属层，金属层会通过接触孔，将源区连接起来。

相关技术中，如图1所示，场效应晶体管通常包括：衬底102、场氧化层108、栅氧化层110、多晶硅层112、第一离子掺杂区114、侧墙116、第二离子掺杂区118、介质层120以及金属电极122。

在制作接触孔的过程中，由于需要做光刻，这就存在光刻图形套准偏差的问题，导致设计的接触孔不能太大，并且必须距离多晶硅栅极保持一定的距离，防止接触孔中的金属与多晶硅栅极短路。这就决定了器件的设计尺寸不能太小，从而严重影响芯片的集成度。

因此，如何设计一种新的场效应晶体管的制备方案以避免接触孔套刻成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的场效应晶体管的制备方案，通过在硅栅上形成掩膜复合层，并在掩膜复合层的边缘形成侧墙，实现了栅极与金属电极之间的隔离，而不必再采用接触孔套刻工艺形成金属电极，提升了器件的可靠性，同时降低了工艺难度，工艺集成度高。

有鉴于此，本发明提出了一种场效应晶体管的制备方法，包括：在衬底上依次形成氧化层和图形化的氮化硅层；以图形化的氮化硅层为掩蔽，对衬底进行热氧化处理，以形成场氧化层；依次对图形化的氮化硅层和场氧化层进行刻蚀至暴露出衬底的指定区域为止；在指定区域上形成栅氧化层；在形成栅氧化层的衬底上形成图形化的掩膜复合层；在形成掩膜复合层的衬底上形成第一离子掺杂区；在形成第一离子掺杂区的衬底上形成氮化硅介质层，并依次进行氧化硅层的淀积处理和刻蚀处理，以形成掩膜复合层的侧墙结构；在形成侧墙结构的衬底上，形成第二离子掺杂区；在形成第二离子掺杂区后，刻蚀氮化硅介质层和栅氧化层，以暴露出第二离子掺杂区；在暴露出第二离子掺杂区的衬底上形成金属电极。

在该技术方案中，通过在硅栅上形成掩膜复合层，并在掩膜复合层的边缘形成侧墙，实现了栅极与金属电极之间的隔离，而不必再采用接触孔套刻工艺形成金属电极，提升了器件的可靠性，同时降低了工艺难度，工艺集成度高。

在上述技术方案中，优选地，在衬底上依次形成氧化层和图形化的氮化硅层，具体包括以下步骤：以温度范围为900℃至1200℃的热氧化工艺在衬底上形成氧化层；以温度范围为600℃至900℃的化学气相淀积工艺在氧化层上形成氮化硅层；通过干法刻蚀工艺依次对氮化硅进行刻蚀，以形成图形化的氮化硅层。

在该技术方案中，通过以温度范围为900℃至1200℃的热氧化工艺在衬底上形成氧化层，且以温度范围为600℃至900℃的化学气相淀积工艺在氧化层上形成氮化硅层，再通过干法刻蚀工艺依次对氮化硅进行刻蚀，以形成图形化的氮化硅层，形成了场氧化层形成的掩膜层，基于氮化硅层作为掩膜，通过高温氧气与衬底接触形成场氧化层，由于氮化硅层下的硅难以被氧化，所以在氮化硅层下方形成的场氧化层极薄，也即形成的场氧化层呈现一种“鸟嘴”的形状。