102A中的开口 301内形成的金属栅极性能较好。
[0072]参考图11、图12，图12为图11沿FF'线的剖视图，在所述开口 301中形成金属栅极之前，在所述开口 301内壁以及剩余的牺牲层102A表面形成介质层103。
[0073]在本实施例中，所述介质层103包括栅极介质层、功函数材料层等多层结构，但是本发明对介质层103的具体结构不做限制。
[0074]参考图13、图14，图14为图13沿GG'线的剖视图，在所述开口 301内部以及剩余的牺牲层102A表面的介质层103上方形成金属层104。
[0075]具体地，在本实施例中，采用物理气相沉积法在介质层103表面沉积金属层104，使所述金属层104覆盖鳍部201并高于牺牲层102表面。但是本发明对金属层104的形成方法不做限制，在其他实施例中，还可以采用电镀等其他方法形成金属层104。
[0076]参考图15、图16，图16为图15沿HH'线的剖视图，对所述金属层104进行化学机械研磨，去除多余的金属层104和多余的介质层103直到将剩余的牺牲层102A表面的介质层103完全去除，位于所述开口 301中的金属层104形成金属栅极。
[0077]参考图17、图18，图18为图17沿11'线的剖视图，去除剩余的牺牲层102A，使金属栅极侧壁的介质层104露出。具体地，采用湿法刻蚀去除材料为硅的氧化物的剩余的牺牲层102A，这样就形成了具有金属栅极的鳍式场效应晶体管。
[0078]采用湿法刻蚀去除剩余的牺牲层102A的好处在于，湿法刻蚀的选择比较高，采用湿法刻蚀可以在将剩余的牺牲层102A去除的同时，使金属栅极保持较好的形貌，但本发明对去除剩余的牺牲层102A的具体方法不做限制，在其他实施例中，还可以采用干法刻蚀去除所述剩余的牺牲层102A。
[0079]还需要说明的是，在其他实施例中，本发明晶体管形成方法形成的晶体管还可以为CMOS，形成CMOS的过程与形成鳍式场效应晶体管的过程大体相同。不同之处在于:
[0080]在形成CMOS的过程中，提供衬底以后，无需形成鳍部，对所述衬底进行源漏掺杂，在平坦的衬底中形成源区、漏区，源区与漏区之间的衬底作为沟道区。
[0081]在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层的步骤包括:在所述平坦的衬底上覆盖所述牺牲层，可选的，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷。
[0082]在牺牲层中形成延伸方向与所述沟道区延伸方向相同的开口，具体地，可以在所述牺牲层表面形成条形光刻胶，所述条形光刻胶与所述开口位置相对应，对所述条形光刻胶露出的部分牺牲层进行曝光处理，所述条形光刻胶露出的部分牺牲层发生转化，由氢倍半硅氧烷转化为硅的氧化物，去除未转化的牺牲层，以形成对应金属栅极的位置和尺寸的开口。
[0083]在所述开口中形成位于所述源区、漏区之间沟道区上的、延伸方向与所述沟道区延伸方向相同的金属栅极。
[0084]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底； 在所述衬底中形成源区、漏区，所述源区与漏区之间的衬底作为沟道区； 在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层； 对所述牺牲层进行图形化，以在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口 ； 在所述开口中形成金属栅极； 去除剩余的牺牲层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述衬底表面形成牺牲层的步骤中，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，采用沉积或旋涂的方法形成氢倍半硅氧烷的牺牲层。4.如权利要求1或2所述的形成方法，其特征在于，在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括: 在所述牺牲层表面形成条形光刻胶，所述条形光刻胶与所述开口位置相对应； 对所述条形光刻胶露出的部分牺牲层进行曝光处理，使所述条形光刻胶露出的部分牺牲层的材料发生转化； 去除所述条形光刻胶遮挡的未转化的牺牲层，以形成所述开口。5.如权利要求4的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷，对所述条形光刻胶露出的部分牺牲层进行曝光处理，所述条形光刻胶露出的部分牺牲层的材料转化为硅的氧化物。6.如权利要求4的形成方法，其特征在于，对所述条形光刻胶露出部分牺牲层进行曝光处理的步骤包括:对所述条形光刻胶露出部分牺牲层进行电子束曝光或紫外曝光。7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述晶体管为鳍式场效应晶体管，在衬底中形成源区、漏区，源区与漏区之间的衬底作为沟道区的步骤包括: 刻蚀衬底以在所述衬底上形成鳍部，所述鳍部用于形成所述沟道区，对所述鳍部两端进行掺杂，以形成源漏区； 在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层的步骤包括:形成覆盖所述鳍部的牺牲层； 在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括:形成延伸方向与所述鳍部垂直的条形开口 ； 在所述开口中形成金属栅极的步骤包括:形成横跨于所述鳍部的金属栅极。8.如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，在所述衬底上形成鳍部以后，形成源漏区之前，在所述衬底上形成位于鳍部之间的隔离结构，使所述鳍部高于所述隔离结构。9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述鳍部露出隔离结构的高度在30纳米到60纳米的范围内。10.如权利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的厚度在100纳米到250纳米的范围内。11.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为氢倍半硅氧烷，在去除未转化的牺牲层，以形成所述开口的步骤中，采用四甲基氢氧化铵溶液去除所述未转化的牺牲层。12.如权利要求1或2所述的形成方法，其特征在于，在形成所述开口以后，在所述开口中形成金属栅极之前，在所述开口内壁以及牺牲层表面形成介质层。13.如权利要求12所述的形成方法，其特征在于，在所述开口中形成金属栅极的步骤包括: 在所述开口内部以及牺牲层表面的介质层上方形成金属层； 对所述金属层进行化学机械研磨，直到去除牺牲层表面的金属层与介质层，位于所述开口中的金属层用于形成金属栅极。14.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述晶体管为CMOS，在衬底中形成源区、漏区，源区与漏区之间的衬底作为沟道区的步骤包括: 对所述衬底进行源漏掺杂，以在所述衬底中形成源区、漏区，位于源区、漏区的衬底为所述沟道区； 在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层的步骤包括:在所述衬底上覆盖所述牺牲层； 在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口的步骤包括:形成延伸方向与所述沟道区延伸方向相同的开口； 在所述开口中形成金属栅极的步骤包括:形成位于所述源区、漏区之间沟道区上的、延伸方向与所述沟道区延伸方向相同的金属栅极。
【专利摘要】本发明提供一种晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在衬底中形成源区、漏区，所述源区与漏区之间的衬底作为沟道区；在所述衬底上形成覆盖所述源区、漏区以及沟道区的牺牲层；对所述牺牲层进行图形化，以在牺牲层中形成露出所述沟道区的开口；在所述开口中形成金属栅极；去除剩余的牺牲层。本发明晶体管的形成方法省去了形成伪栅结构的步骤，在形成开口的过程中仅进行一次刻蚀工艺，减小了刻蚀工艺对开口形貌的影响，从而可以使形成于所述开口中的金属栅极具有较好的形貌，进而提高了具有所述金属栅极的晶体管的性能。在所述牺牲层中形成开口之前，所述牺牲层无需化学机械研磨处理，牺牲层以及开口内的污染物较少，有益于晶体管的性能。
【IPC分类】H01L21/28, H01L21/336
【公开号】CN104979202
【申请号】CN201410135884
【发明人】曾以志, 童浩
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月4日