[发明专利]鳍式场效应晶体管的形成方法

说明书

一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部；形成横跨所述鳍部的伪栅介质层和位于所述伪栅介质层表面的伪栅电极；在所述半导体衬底和鳍部上形成覆盖所述伪栅介质层和伪栅电极的侧壁的层间介质层；去除所述伪栅电极，形成开口；形成所述开口后，依次进行紫外线固化处理和氟气氛退火处理。所述方法能够改善鳍式场效应晶体管的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管的形成方法。

背景技术

MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，是现代集成电路中最重要的元件之一，MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括：位于半导体衬底表面的栅介质层以及位于栅介质层表面的栅电极层；位于栅极结构两侧半导体衬底中的源漏区。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构两侧的鳍部中的源漏区。

随着特征尺寸的进一步减小，需要形成横跨鳍部的金属栅极结构以进一步的降低鳍式场效应晶体管的漏电流，有效改善栅极驱动能力。通常采用后栅工艺形成具有金属栅极结构的鳍式场效应晶体管，即先形成横跨鳍部的伪栅极结构，待形成源漏区后，去除伪栅极结构，形成开口，然后在所述开口中填充金属栅极结构。

然而，现有技术中形成的鳍式场效应晶体管的电学性能较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，改善鳍式场效应晶体管的电学性能。

为解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有鳍部；形成横跨所述鳍部的伪栅介质层和位于所述伪栅介质层表面的伪栅电极；在所述半导体衬底和鳍部上形成覆盖所述伪栅介质层和伪栅电极的侧壁的层间介质层；去除所述伪栅电极，形成开口；形成所述开口后，依次进行紫外线固化处理和氟气氛退火处理。

可选的，所述紫外线固化处理的工艺参数为：固化温度为350摄氏度～850摄氏度，紫外光源功率为1mW/cm²～200mW/cm²，固化时间为20min～200min。

可选的，所述氟气氛退火处理的工艺参数为：采用的气体为F₂，温度为350摄氏度～800摄氏度，腔室压强为5E5帕～20E5帕，时间为5min～100min。

可选的，去除所述伪栅电极的工艺为干刻工艺或湿刻工艺。

可选的，所述层间介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。

可选的，还包括：在鳍部两侧的半导体衬底上形成隔离结构；在半导体衬底和隔离结构上形成横跨所述鳍部的伪栅极结构。

可选的，所述隔离结构的材料为氧化硅或氮氧化硅。

可选的，形成所述隔离结构的步骤为：采用流体化学气相沉积工艺、等离子体化学气相沉积工艺、亚常压化学气相沉积工艺或低压化学气相沉积工艺形成覆盖半导体衬底和鳍部的隔离结构；依次采用平坦化工艺、回刻蚀工艺处理所述隔离结构，使所述隔离结构的表面低于鳍部的顶部表面。

可选的，进行氟气氛退火处理后，还包括：去除所述伪栅介质层后，在所述开口中形成金属栅极结构。

可选的，在形成所述层间介质层之前，还包括：在所述伪栅介质层和伪栅电极的两侧的鳍部中形成源漏区。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：