一种FINFET器件的制造方法与流程

本发明涉及集成电路，特别涉及一种finfet器件的制造方法。

背景技术：

1、随着半导体技术的不断发展，传统的平面器件已难以满足人们对高性能器件的需求。鳍式场效应晶体管(finfield-effecttransistor，finfet)是一种立体型器件，包括在衬底上垂直形成的鳍片以及与鳍片相交的高介电常数金属栅极 (hkmg)。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电口，同时也可以大幅缩短晶体管的闸长。

2、在finfet器件的制造过程可大体分为前端制程及后端制程，前端制程用于在衬底上形成器件，后端制程用于器件的多层互连。目前，前端制程中的工艺流程大致如下：形成鳍片，形成虚拟栅极，形成有源区，有源区上形成接触蚀刻停止层(cesl)并填充层间介质层(ild)至于顶面齐平，去除虚拟栅极并形成栅极结构，去除部分层间介质层以形成暴露出有源区的沟槽，于沟槽中形成局部互连层。其中，有源区上的层间介质层在前道工艺流程中形成，最后又需要在后道工艺流程中去除，工艺显得较为冗余，而且为在后道工艺流程形成局部互连层，还需提前在有源区上形成接触蚀刻停止层，并且更重要的是在后道工艺流程中去除部分层间介质层以形成暴露出有源区的沟槽对去除工艺要求较高，具有相对较高的工艺难度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种finfet器件的制造方法，以简化制造finfet 器件的工艺流程并降低其工艺难度。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种finfet器件的制造方法，包括：提供一衬底；于所述衬底上形成多个沿第一方向延伸且间隔设置的鳍片；形成多个虚拟栅极，多个所述虚拟栅极沿第二方向延伸且跨越多个所述鳍片，所述第二方向与所述第一方向正交；于所述鳍片上形成有源区，所述有源区位于所述虚拟栅极的两侧；于所述有源区上形成局部互连层，所述局部互连层与所述有源区形成欧姆接触；以及，去除所述虚拟栅极，形成沟槽，于所述沟槽内形成栅极结构。

3、可选的，所述局部互连层的形成方法包括：形成覆盖于所述虚拟栅极的侧壁的侧墙；形成局部互连层，所述局部互连层填充于相邻所述虚拟栅极之间，且位于所述有源区上，沿所述第二方向延伸；以及，对所述局部互连层执行平坦化工艺，并回蚀刻部分所述局部互连层，以使部分所述局部互连层低于所述虚拟栅极。

4、可选的，在形成所述侧墙前，所述虚拟栅极的侧壁还形成有虚拟栅极侧墙用于形成所述有源区，所述侧墙覆盖所述虚拟栅极侧墙。

5、可选的，在形成所述局部互连层之前，还形成第一介质层，所述第一介质层填充于部分相邻所述虚拟栅极的侧墙之间，并利用所述第一介质层隔断所述局部互连层。

6、可选的，所述侧墙为低介电常数的介质层。

7、可选的，所述局部互连层的材料包括钨或钴。

8、可选的，形成所述局部互连层之后，所述局部互连层的形成方法还包括：形成第二介质层，填充于所述局部互连层上，并对所述第二介质层执行平坦化工艺。

9、可选的，所述去除所述虚拟栅极及形成栅极结构的方法包括：去除所述虚拟栅极，形成暴露所述衬底及所述鳍片的沟槽；于所述沟槽内形成所述栅极结构，回蚀刻部分所述栅极结构；以及，形成第四介质层，覆盖于所述栅极结构上，并对所述第四介质层执行平坦化工艺，以使所述第四介质层与所述栅极结构的顶面齐平。

10、可选的，在去除所述虚拟栅极之前，还形成第三介质层，所述第三介质层填充于所述虚拟栅极内用于隔断所述虚拟栅极。

11、可选的，所述栅极结构包括位于中间的栅极导电层及沿所述栅极导电层的侧壁部分包围所述栅极导电层的高介电常数介质层。

12、综上所述，本发明提供的一种finfet器件的制造方法具有如下有益效果：

13、1)将局部互连层的形成工艺设置在紧接形成有源区之后，可减少有源区上接触蚀刻停止层以及其上的层间介质层的形成工艺和去除工艺，简化了制造 finfet器件的工艺流程；

14、2)在形成局部互连层的过程中，可直接利用有源区与虚拟栅极之间的空间形成局部互连层，并且同时具有较大的工艺窗口，形成过程工艺难度较低，有利于提高器件良率。

技术特征：

1.一种finfet器件的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，所述局部互连层的形成方法包括：

3.根据权利要求2所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，在形成所述侧墙前，所述虚拟栅极的侧壁还形成有虚拟栅极侧墙用于形成所述有源区，所述侧墙覆盖所述虚拟栅极侧墙。

4.根据权利要求2所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，在形成所述局部互连层之前，还形成第一介质层，所述第一介质层填充于部分相邻所述虚拟栅极的侧墙之间，并利用所述第一介质层隔断所述局部互连层。

5.根据权利要求2所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，所述侧墙为低介电常数的介质层。

6.根据权利要求2所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，所述局部互连层的材料包括钨或钴。

7.根据权利要求1所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，形成所述局部互连层之后，所述局部互连层的形成方法还包括：形成第二介质层，填充于所述局部互连层上，并对所述第二介质层执行平坦化工艺。

8.根据权利要求1所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，所述去除所述虚拟栅极及形成栅极结构的方法包括：

9.根据权利要求8所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，在去除所述虚拟栅极之前，还形成第三介质层，所述第三介质层填充于所述虚拟栅极内用于隔断所述虚拟栅极。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的finfet器件的制造方法，其特征在于，所述栅极结构包括位于中间的栅极导电层及沿所述栅极导电层的侧壁部分包围所述栅极导电层的高介电常数介质层。

技术总结
本发明提供了一种FINFET器件的制造方法，包括：提供一衬底；于衬底上形成多个沿第一方向延伸且间隔设置的鳍片；形成多个虚拟栅极，多个虚拟栅极沿第二方向延伸且跨越多个鳍片，第二方向与第一方向正交；于鳍片上形成有源区，有源区位于虚拟栅极的两侧；于有源区上形成局部互连层，局部互连层与有源区形成欧姆接触；以及，去除虚拟栅极，形成沟槽，于沟槽内形成栅极结构。通过在形成有源区之后，直接形成局部互连层，与现有技术相比可减少有源区上形成接触蚀刻停止层以及其上的层间介质层的形成工艺和去除工艺，简化了制造FINFET器件的工艺流程，并且在形成局部互连层的过程中，具有较大的工艺窗口，降低了其形成过程工艺难度，有利于提高器件良率。

技术研发人员：刘洋
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12