[发明专利]利用自对准技术制备具有高K金属栅的鳍形场效应晶体管的方法

摘要

本发明属于微电子技术领域，具体为一种利用自对准技术制备具有高K金属栅的鳍形场效应晶体管的方法。本发明方法首先在Si片上淀积氮化硅/氧化硅/氮化硅叠层掩膜，然后在制作过程中利用氮化硅形成侧墙，实现FINFET源漏栅的电隔离，在制备过程中只采用1次关键光刻技术，利用自对准技术制备FINFET。本发明适用于业界流行的后栅工艺流程（gate-last），适合于大规模生产。

主权项

一种利用自对准技术制备高介电常数栅介质层/金属栅的鳍形场效应晶体管的方法，记鳍形场效应晶体管为FINFET，其特征在于：首先在Si片上淀积氮化硅/氧化硅/氮化硅叠层掩膜，然后在制作过程中利用氮化硅形成侧墙，实现FINFET源漏栅的电隔离，具体步骤为：（1）首先对硅片进行高能离子注入，注入的高度由FIN的高度决定；再在硅衬底上淀积氮化硅、氧化硅、氮化硅三层叠层结构；在淀积的三层叠层结构上旋涂光刻胶，光刻胶使用正胶，利用正胶显影、曝光形成条形FIN图形；（2）利用光刻胶掩膜，对FIN的隔离区进行刻蚀，然后CVD一层氧化硅，退火致密氧化硅；使用CMP，以氮化物出现作为终点探测标识，继续CMP，然后再以氮化物的消失作为终点探测标识，停止CMP，这时硅的表面全部为氧化硅覆盖；（3）在氧化硅上旋涂光刻胶，利用掩膜板对源漏区曝光，保留栅区的光刻胶，刻蚀源漏FIN两侧的氧化硅，并且刻蚀FIN上的叠层，然后对FIN离子注入，退火修复，退火温度为1000‑‑1100℃，时间10~12秒快速热退火，激活杂质离子；ALD淀积一层金属Ni（或Ti），高温反应，反应温度为600~800℃，时间为60—90秒；，生成硅化镍（或硅化钛），腐蚀没有反应的Ni（或Ti）；（4）在Si片上CVD淀积氮化硅，以氧化物作为终点探测标识，停止CMP；此时源漏覆盖物为氮化硅，栅区的覆盖物为氧化硅，定时刻蚀栅区的氧化硅，当栅区FIN上的氮化硅和隔离区的氧化硅齐平时，停止刻蚀，此时ALD淀积薄层氮化硅；定向刻蚀这层厚度的氮化硅，在源漏和栅区的交界处形成侧墙，利用氮化硅做掩膜，刻蚀隔离区的氧化硅到一定深度；（5）刻蚀栅区FIN上的氮化硅，进行高温退火，退火温度为800‑900℃，时间为60—90秒；，修复栅区FIN的晶格损伤，再ALD淀积高k材料，继续ALD淀积一层TiN，再PVD淀积铝；以氮化硅作为终点探测标识，停止CMP，形成最终的FINFET。