[发明专利]鳍式场效应管的制备方法、鳍式场效应管及硅衬底

说明书

本发明提供一种鳍式场效应管的制备方法、鳍式场效应管及硅衬底，能够实现鳍式场效应管性能的进一步提升。该制备方法包括：提供硅衬底，硅衬底上形成有栅氧化层，且栅氧化层具有至少一贯穿栅氧化层的孔洞；形成伪栅极、至少覆盖伪栅极两侧的侧墙、外延源极以及外延漏极；其中，伪栅极覆盖孔洞；去除伪栅极，令硅衬底在孔洞位置形成空穴；在伪栅极位置形成金属栅极结构；其中，金属栅极结构具有对应空穴的凸起。这样，能够获取电容值更高的鳍式场效应管，实现了鳍式场效应管性能的进一步提升。

技术领域

本发明涉及半导体制造加工领域，更详细地说，本发明涉及一种鳍式场效应管的制备方法、鳍式场效应管及硅衬底。

背景技术

目前，金属栅极工艺在半导体器件中得到了广泛应用，用以获得理想的阈值电压，改善器件性能。但是当器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)进一步下降时，即使采用金属栅极工艺，常规的MOS场效应管的结构也已经无法满足对器件性能的需求，多栅器件作为常规器件的替代得到了广泛的关注。

鳍式场效应管(FinFET)是一种常见的多栅器件。FinFET中，栅极至少可以从两侧对沟道进行控制，比常规的MOS场效应管对沟道的控制能力强，能够很好的抑制短沟道效应。而且，FinFET与现有集成电路生产技术的兼容性良好。

然而，随着半导体工艺技术的不断发展，如何进一步地提升鳍式场效应管性能，是业界亟需要解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种鳍式场效应管的制备方法、鳍式场效应管及硅衬底，能够获取电容值更高的鳍式场效应管，实现了鳍式场效应管性能的进一步提升。

为了解决上述问题，本发明提供一种鳍式场效应管的制备方法，包括：

提供硅衬底，硅衬底上形成有栅氧化层，且栅氧化层具有至少一贯穿所述栅氧化层的孔洞；

形成伪栅极、至少覆盖伪栅极两侧的侧墙、外延源极以及外延漏极；其中，伪栅极覆盖孔洞；

去除伪栅极，令所述硅衬底在所述孔洞位置形成空穴；

在伪栅极位置形成金属栅极结构；其中，金属栅极结构具有对应空穴的凸起。

本发明所提供的技术方案中，硅衬底上形成的栅氧化层具有至少一贯穿的孔洞，并形成有覆盖孔洞的伪栅极、至少覆盖伪栅极两侧的侧墙、外延源极以及外延漏极。这样，去除伪栅极，令硅衬底在孔洞位置形成空穴时，便为金属栅极结构腾出了设置空间，从而在进行金属栅极的设置时，会有部分金属栅极结构的材料将硅衬底上的那些空穴填充满，因而金属栅极结构会具有对应空穴的凸起，相当于在不增加器件尺寸的情况下，实现了金属栅极结构设置空间的扩展，因而能够获取电容值更高的鳍式场效应管，实现鳍式场效应管性能的进一步提升。

在本发明的较优技术方案中，伪栅极为多晶硅栅极或锗硅栅极。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，硅衬底上形成有栅氧化层，且栅氧化层具有至少一贯穿所述栅氧化层的孔洞，具体包括：在硅衬底上沉积栅氧化层；设置掩膜层；其中，掩膜层具有开口；刻蚀栅氧化层，令栅氧化层在开口区域内形成一贯穿的孔洞；去除掩膜层。这样，提供了设置具有至少一孔洞的栅氧化层的一种具体实现形式，增加了本发明实施方式的灵活性。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，设置掩膜层，具体包括：铺设光刻胶层；对光刻胶层的预设区域进行光照、显影，去除预设区域的光刻胶层，获取掩膜层。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，孔洞的个数为两个。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，形成伪栅极、至少覆盖伪栅极两侧的侧墙、外延源极以及外延漏极后，去除伪栅极前，还包括：依序覆盖接触洞刻蚀停止层以及层间介电层；进行平坦化处理，直至露出伪栅极以及侧墙。