鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体器件的高度集成，MOSFET沟道长度不断缩短，一系列在MOSFET长沟道模型中可以忽略的效应变得愈发显著，甚至成为影响器件性能的主导因素，这种现象统称为短沟道效应。短沟道效应会恶化器件的电学性能，如造成栅极阈值电压下降、功耗增加以及信噪比下降等问题。
[0003]全耗尽(FulIy-D印Ieted)非平面器件，如FinFET (鳍型场效应晶体管)，是20纳米及以下技术代的理想选择。由于FinFET可以实现对极短沟道中的短沟道效应的有效控制，显著减少沟道中的严重漏电现象，降低期间S因子，减少器件工作电压，实现低压低耗运作。同时，FinFET的导电沟道能够提供更高的导电电流，显著增加器件和电路性能。
[0004]目前，在FinFET的制造工艺中，采用高k-金属栅(高k介质材料和金属栅极)的结构和后栅工艺成为主流，后栅工艺是先按照传统工艺先形成假栅和源漏，而后，将该假栅去除，在形成的沟槽中重新淀积栅极。然而，问题在于，在栅长逐渐减小后，沟槽变得很窄且深宽比大，往往会大于3:1，这使得在重新淀积栅极时容易形成空洞，影响器件的性能。通常希望能形成形貌为上宽下窄的倒梯形的假栅，这样，会有利于高k金属栅的填充，但对于一般的等离子体刻蚀，要形成这样的形貌，同时对衬底或鳍无损伤，会非常难以实现。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0007]—种鳍式场效应晶体管的假栅的制造方法，包括:
[0008]提供衬底，所述衬底上形成有鳍及隔离层；
[0009]覆盖鳍及隔离层以形成掩盖层；
[0010]沿与鳍垂直的方向进行掩盖层的刻蚀，直至暴露隔离层，以形成开口 ；
[0011]填满开口，以在开口中形成假栅；
[0012]去除掩盖层。
[0013]可选的，形成掩膜层的步骤具体包括:
[0014]依次淀积第一掩盖层和第二掩盖层，第一掩盖层相对隔离层具有刻蚀选择性；
[0015]进行平坦化，形成覆盖鳍及隔离层的掩盖层。
[0016]可选的，在形成开口之后，进行填充之前，还包括步骤:
[0017]在开口的鳍上形成栅介质层。
[0018]可选的，在形成掩盖层之前还包括步骤:在鳍表面上形成栅介质层；
[0019]在去除掩盖层之后，还包括步骤:去除假栅两侧的栅介质层。
[0020]此外，本发明还提供了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，在利用上述方法形成假栅之后；进一步地，
[0021]在假栅两侧的鳍中形成源漏区；
[0022]覆盖源漏区以形成层间介质层；
[0023]去除假栅，以形成沟槽；
[0024]填满沟槽，以在沟槽中形成替代栅。
[0025]可选的，在去除假栅的步骤中，进一步包括:去除假栅下的栅介质层；
[0026]在沟槽中形成替代栅的步骤中，进一步包括:在沟槽中的鳍上形成替代栅介质层。
[0027]本发明的鳍式场效应晶体管及其假栅的制造方法，在鳍上形成覆盖鳍的掩盖层之后，通过刻蚀形成开口，进而通过填充开口来形成假栅，这样，在刻蚀之后，通常会形成倒梯形的开口，进而使得假栅具有倒梯形的形状，即假栅的上部宽、下部窄，这会利于后续工艺中替代栅极尤其是金属栅极的填充，同时不会损伤鳍以及衬底，具有良好的器件性能。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1示出了本发明的鳍式场效应晶体管的制造方法的流程图；
[0030]图2-图11为根据本发明实施例制造鳍式场效应晶体管的各个制造过程中的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0032]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0033]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0034]正如【背景技术】的描述，为了提高替代栅极的填充能力，本发明提出了一种鳍式场效应晶体管的假栅的制造方法，参考图1所示，包括步骤:
[0035]提供衬底，所述衬底上形成有鳍及隔离层；
[0036]覆盖鳍及隔离层以形成掩盖层；
[0037]沿与鳍垂直的方向进行掩盖层的刻蚀，直至暴露隔离层，以形成开口 ；
[0038]填满开口，以在开口中形成假栅；
[0039]去除掩盖层。
[0040]在本发明中，通过刻蚀形成开口，进而通过填充开口来形成假栅，这样，在刻蚀之后，通常会形成倒梯形的开口，进而使得假栅具有倒梯形的形状，即假栅的上部宽、下部窄，这会利于后续工艺中替代栅极尤其是金属栅极的填充，同时不会损伤鳍以及衬底，具有良好的器件性能。
[0041]为了更好的理解本发明的技术方案和技术效果，以下将结合具体的流程示意图图1对具体的实施例进行详细的描述。
[0042]首先，在步骤SOl，提供衬底100，所述衬底上形成有鳍110和隔离层120，参考图2所示。
[0043]在本发明实施例中，所述衬底为半导体衬底，可以为Si衬底、Ge衬底、SiGe衬底、SOI (绝缘体上娃,Silicon On Insulator)或 GOI (绝缘体上错,Germanium On Insulator)等。在其他实施例中，所述半导体衬底还可以为包括其他元素半导体或化合物半导体的衬底，例如GaAs、InP或SiC等,还可以为叠层结构,例如Si/SiGe等,还可以其他外延结构,例如SGOI (绝缘体上锗硅)等。在本实施例中，所述衬底为体硅衬底。
[0044]所述隔离层120为分隔开鳍沟道的隔离材料，在本实施例中为氧化硅。
[0045]在一个具体的实施例中，可以通过如下步骤来提供鳍110以及隔离层120，首先，可以通过在体硅的衬底100上形成氮化硅的第一硬掩膜(图未示出);而后，采用刻蚀技术，例如RIE (反应离子刻蚀)的方法，刻蚀衬底100来形成鳍100，从而形成了衬底100上的鳍110,如图2所示。
[0046]接着，进行填充二氧化硅的隔离材料(图未示出)，并进行化学机械平坦化，以第一硬掩膜为停止层；而后，可以使用湿法腐蚀，如高温磷酸去除氮化硅的硬掩膜；接着，使用氢氟酸腐蚀去除一定厚度的隔离材料，保留部分的隔离材料在鳍之间，从而形成了隔离层120，如图2所示。
[0047]接着，在步骤S02，覆盖鳍110及隔离层120以形成掩盖层1301、1302，参考