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鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法與流程

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鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法與流程
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,特別涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法。

背景技術(shù):
MOS晶體管通過(guò)在柵極施加電壓,調(diào)節(jié)通過(guò)溝道區(qū)域的電流來(lái)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。但當(dāng)半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入30納米以下節(jié)點(diǎn)時(shí),傳統(tǒng)的平面式MOS晶體管對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)?,造成?yán)重的漏電流。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)是一種新興的多柵器件,它一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的半導(dǎo)體鰭部,覆蓋部分所述鰭部的頂部和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu),位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。為了降低鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極的寄生電容,提高器件速度,高K柵介電層與金屬柵極的柵極疊層結(jié)構(gòu)被引入到鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管中?,F(xiàn)有金屬柵極與高K柵介電層的柵極疊層結(jié)構(gòu)通常采用“后柵(gatelast)”工藝制作。圖1~圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。首先,請(qǐng)參考圖1,提供半導(dǎo)體襯底100,所述半導(dǎo)體襯底100上具有若干凸起的鰭部101;然后,在相鄰鰭部101之間的半導(dǎo)體襯底100上形成隔離結(jié)構(gòu)102,所述隔離結(jié)構(gòu)102的頂部表面低于所述鰭部101的頂部表面;接著,形成覆蓋所述鰭部101和隔離結(jié)構(gòu)102上的犧牲層103。在后柵(Gate-last)工藝中,所述的犧牲層103后續(xù)用于形成偽柵。由于所述隔離結(jié)構(gòu)102的頂表面低于所述鰭部101的頂表面,相鄰鰭部101之間具有凹槽,在形成犧牲層103時(shí),會(huì)使得隔離結(jié)構(gòu)102上方的犧牲層的表面低于鰭部101上方的犧牲層的表面,造成犧牲層103表面凹凸不平,柵犧牲層103的厚度均勻性較差,不利于光刻中對(duì)焦深的控制,影響后續(xù)制造工藝。而為了解決該問(wèn)題,現(xiàn)有通常會(huì)對(duì)形成的犧牲層103進(jìn)行平坦化工藝,參考圖2,采用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝拋光所述犧牲層103(如圖1所示),形成偽柵材料層104,形成的偽柵材料層104的表面比較平整,厚度的均勻性較好。后續(xù)通過(guò)刻蝕偽柵材料層104,形成橫跨鰭部101的側(cè)壁和頂部表面的偽柵。但是,現(xiàn)有化學(xué)機(jī)械研磨所述犧牲層103的過(guò)程中,難以控制拋光后的形成偽柵材料層104的厚度,使得偽柵材料層104的厚度具有不確定性,通過(guò)刻蝕偽柵材料層104形成的偽柵的厚度也具有不確定性,造成后續(xù)偽柵的去除深度和金屬柵的填充深度具有不確定性。其他有關(guān)鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,還可以參考公開(kāi)號(hào)為US2011/0147812A1的美國(guó)專利申請(qǐng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問(wèn)題是精確控制鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的偽柵的高度。為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,包括:提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上具有若干分立的鰭部,相鄰鰭部之間具有隔離結(jié)構(gòu),所述隔離結(jié)構(gòu)的表面低于鰭部的頂部表面;形成覆蓋所述鰭部以及隔離結(jié)構(gòu)的犧牲層;對(duì)所述犧牲層進(jìn)行離子注入,在所述犧牲層中形成離子摻雜層;采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述犧牲層,以離子摻雜層作為停止層;刻蝕剩余的犧牲層,形成橫跨所述鰭部頂部和側(cè)壁表面的偽柵。可選的,所述犧牲層的材料為多晶硅或無(wú)定形硅??蛇x的,所述犧牲層的厚度大于等于600納米??蛇x的,所述犧牲層的材料為多晶硅時(shí),所述離子注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子和碳離子中的一種,形成的離子摻雜層為非晶層,化學(xué)機(jī)械研磨所述犧牲層時(shí),當(dāng)檢測(cè)到研磨的速率發(fā)生變化時(shí),停止研磨的進(jìn)行??蛇x的,化學(xué)機(jī)械研磨所述犧牲層時(shí),當(dāng)檢測(cè)到研磨速率從一定的速率逐漸增大,達(dá)到最大值后再逐漸減小時(shí),停止研磨的進(jìn)行??蛇x的,所述犧牲層的材料為多晶硅或無(wú)定形硅時(shí),所述離子注入的雜質(zhì)離子為氧離子、氮離子、砷離子、硼離子和銻離子中的一種,化學(xué)機(jī)械研磨所述犧牲層時(shí),當(dāng)檢測(cè)到研磨液中雜質(zhì)離子的濃度變化時(shí),停止研磨的進(jìn)行??蛇x的,化學(xué)機(jī)械研磨所述犧牲層時(shí),當(dāng)檢測(cè)到研磨液中的雜質(zhì)離子的濃度先逐漸增大,達(dá)到最大值后再逐漸減小時(shí),停止研磨的進(jìn)行??蛇x的,所述離子注入的能量為1~20Kev,劑量大于等于1E15/cm2可選的,在所述犧牲層表面形成填充材料層,以填充犧牲層表面形成的凹陷,對(duì)所述犧牲層和填充材料層進(jìn)行離子注入,在犧牲層中形成離子摻雜層??蛇x的,所述犧牲層的厚度為30~200納米??蛇x的,所述離子注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子、碳離子、氧離子、氮離子、砷離子、硼離子或銻離子,所述離子注入的能量為1~20Kev,劑量大于等于1E15/cm2??蛇x的,所述填充材料層為無(wú)定形碳。可選的,所述填充材料層的厚度為200~400納米??蛇x的,所述填充材料層的形成工藝為可流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積。可選的,所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝采用的研磨液的主體成分為膠體氧化硅,稀釋劑為氫氧化鈉,膠體氧化硅的質(zhì)量百分含量為10%~20%,研磨液的PH值為10~13??蛇x的,還包括:形成覆蓋所述鰭部和偽柵的介質(zhì)層;平坦化所述介質(zhì)層,暴露出偽柵的頂部表面;去除所述偽柵,形成凹槽;在凹槽中填充滿金屬,形成金屬柵極。可選的,在凹槽中填充金屬之前,在凹槽的側(cè)壁和底部表面形成高K柵介質(zhì)層,在高K柵介質(zhì)層上形成功能層??蛇x的,在所述金屬柵極兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的源/漏區(qū)。可選的,所述源/漏區(qū)為嵌入式源漏區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):在形成覆蓋所述鰭部以及隔離結(jié)構(gòu)的犧牲層后,對(duì)所述犧牲層進(jìn)行離子注入,在所述犧牲層中形成離子摻雜層,當(dāng)采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述犧牲層時(shí),以離子摻雜層作為停止層,然后刻蝕剩余的犧牲層,形成橫跨所述鰭部頂部和側(cè)壁表面的偽柵。由于離子摻雜層是通過(guò)注入工藝形成的,注入工藝可以較為精確的控制在犧牲層中形成的離子摻雜層的位置,當(dāng)以犧牲層中的離子摻雜層作為研磨的停止層時(shí),在研磨犧牲層的過(guò)程中,即使研磨速率會(huì)發(fā)生變化,剩余的犧牲層的厚度也能較精確的控制,使得刻蝕剩余的犧牲層形成的偽柵的高度也比較精確。進(jìn)一步,所述犧牲層的材料為多晶硅,進(jìn)行離子注入時(shí)注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子或碳離子,使得注入離子位置對(duì)應(yīng)的多晶硅非晶化,形成的離子摻雜層為非晶層,多晶硅被非晶化后形成的非晶層的熔點(diǎn)、密度和硬度都會(huì)明顯低于多晶硅,由于非晶層與多晶硅層不同的物理特性,在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí),多晶硅的研磨速率會(huì)小于非晶層的研磨速率,由于形成的非晶層是位于犧牲層中,當(dāng)從犧牲層表面向下研磨時(shí),研磨到非晶層時(shí)的研磨速率會(huì)發(fā)生明顯變化,因此通過(guò)檢測(cè)研磨過(guò)程中研磨的速率變化,即可判斷是否研磨到非晶層,從而停止研磨的進(jìn)行,以便較為精確的控制剩余的犧牲層的厚度。進(jìn)一步,當(dāng)所述犧牲層的材料為多晶硅或無(wú)定形硅時(shí),所述離子注入的雜質(zhì)離子為氧離子、氮離子、砷離子、硼離子或銻離子一種,并且所述摻雜離子與研磨液的成分和犧牲層的材料成分不相同,形成的離子摻雜區(qū)中含有其中某一種摻雜離子(比如:硼離子),離子摻雜層是位于犧牲層中,從犧牲層表面向下研磨,當(dāng)研磨到離子摻雜層時(shí),研磨液中某種雜質(zhì)離子(比如:硼離子)的濃度會(huì)從無(wú)到有,并逐漸增大,因此當(dāng)檢測(cè)到研磨液中雜質(zhì)離子的濃度變化時(shí),停止研磨的進(jìn)行。進(jìn)一步,所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝采用的研磨液的主體成分為膠體氧化硅,稀釋劑為氫氧化鈉,膠體氧化硅的質(zhì)量百分含量為10%~20%,研磨液的PH值為10~13,減小對(duì)研磨過(guò)程中研磨速率的影響或者研磨液中雜質(zhì)離子濃度的影響,有利于通過(guò)研磨速率的變化或雜質(zhì)離子濃度的變化來(lái)判定研磨終點(diǎn),提高研磨的效率和研磨終點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明圖1~圖2是現(xiàn)有技術(shù)鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖3~圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖7~圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式發(fā)明人在采用現(xiàn)有技術(shù)在制作鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管過(guò)程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化犧牲層,由于犧牲層表面凹凸不平,會(huì)使得研磨過(guò)程中,化學(xué)機(jī)械研磨的研磨速率不一樣,并且研磨過(guò)程中不存在研磨停止層,當(dāng)通過(guò)控制研磨時(shí)間終止研磨進(jìn)行時(shí),使得剩余的犧牲層(或偽柵材料層)的厚度具有不確定性,剩余的犧牲層的厚度與目標(biāo)值的偏差較大,當(dāng)刻蝕剩余的犧牲層形成偽柵時(shí),使得偽柵的高度的精度大幅減低,最終使得在去除偽柵形成凹槽,并在凹槽中形成的金屬柵極的高度的精度也大幅降低,不利于器件穩(wěn)定性的提高和工藝的管控?;谏鲜鲅芯?,發(fā)明人提出一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,在形成覆蓋所述鰭部以及隔離結(jié)構(gòu)的犧牲層后,對(duì)所述犧牲層進(jìn)行離子注入,在所述犧牲層中形成離子摻雜層,當(dāng)采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述犧牲層時(shí),以離子摻雜層作為停止層,然后刻蝕剩余的犧牲層,形成橫跨所述鰭部頂部和側(cè)壁表面的偽柵。由于離子摻雜層是通過(guò)注入工藝形成的,注入工藝可以較為精確的控制在犧牲層中形成的離子摻雜層的位置,當(dāng)以犧牲層中的離子摻雜層作為研磨的停止層時(shí),若研磨犧牲層的過(guò)程中,即使研磨速率會(huì)發(fā)生變化,剩余的犧牲層的厚度也能較精確的控制,使得刻蝕剩余的犧牲層形成的偽柵的高度也比較精確。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí),為便于說(shuō)明,示意圖會(huì)不依一般比例作局部放大,而且所述示意圖只是示例,其在此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外,在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。第一實(shí)施例圖3~圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。首先,參考圖3,提供半導(dǎo)體襯底300,所述半導(dǎo)體襯底300上具有若干分立的鰭部301,相鄰鰭部301之間的半導(dǎo)體襯底301上具有隔離結(jié)構(gòu)302,所述隔離結(jié)構(gòu)302的表面低于鰭部301的頂部表面。所述半導(dǎo)體襯底300可以是硅或者絕緣體上硅(SOI),所述半導(dǎo)體襯底300也可以是鍺、鍺硅、砷化鎵或者絕緣體上鍺。本實(shí)施例中,所述鰭部301通過(guò)刻蝕半導(dǎo)體襯底300形成,在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,所述鰭部301通過(guò)外延工藝形成。所述隔離結(jié)構(gòu)302用于電學(xué)隔離相鄰的鰭部301,所述隔離結(jié)構(gòu)302的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。隔離結(jié)構(gòu)302形成的具體過(guò)程為:首先形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底300和鰭部301的隔離材料層;然后采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述隔離材料層,以鰭部301的頂部表面為停止層;接著刻蝕所述剩余的隔離材料層,形成隔離結(jié)構(gòu)302,所述隔離結(jié)構(gòu)302的表面低于鰭部301的頂部表面。在形成隔離結(jié)構(gòu)302,相連鰭部301之間會(huì)具有一個(gè)凹槽,以便后續(xù)形成橫跨所述鰭部301的頂部表面和暴露的側(cè)壁的偽柵或柵極結(jié)構(gòu)。接著,請(qǐng)參考圖4,形成覆蓋所述鰭部301以及隔離結(jié)構(gòu)302的犧牲層303。所述犧牲層303后續(xù)用于形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的偽柵,所述犧牲層303的形成工藝為化學(xué)氣相沉積(CVD),由于隔離結(jié)構(gòu)302表面低于鰭部301頂部表面,相鄰的鰭部301之間具有凹槽,因此在沉積形成犧牲層303時(shí),鰭部301上方形成的犧牲層303表面會(huì)高于隔離結(jié)構(gòu)302上方形成的犧牲層303的表面,使最終形成犧牲層303的表面會(huì)凹凸不平,犧牲層303表面的平整度較差。在本實(shí)施例中,所述犧牲層303的厚度大于等于600納米,通過(guò)形成較厚的犧牲層303,以減小隔離結(jié)構(gòu)302表面和鰭部301頂部表面之間的高度差異對(duì)形成的犧牲層303表面平整度的影響,減小隔離結(jié)構(gòu)302上方的犧牲層303的表面高度與鰭部301上方的犧牲層303表面的高度之間的差異,后續(xù)對(duì)犧牲層303進(jìn)行離子注入,在犧牲層303中形成離子摻雜層時(shí),使得離子摻雜層在犧牲層303中的分布的均勻性受到犧牲層303表面的平整度的影響最小,以使離子摻雜層能較準(zhǔn)確的作為平坦化犧牲層303時(shí)的停止層。需要說(shuō)明的是,本是實(shí)施例中,所述犧牲層303的厚度是指鰭部301頂部表面上方的犧牲層303的厚度。所述犧牲層303的材料為多晶硅或無(wú)定形硅,本實(shí)施例中,所述犧牲層303的材料為多晶硅。接著,請(qǐng)參考圖5,對(duì)所述犧牲層303進(jìn)行離子注入,在所述犧牲層303中形成離子摻雜層304。本實(shí)施例中所述犧牲層303的材料為多晶硅,進(jìn)行離子注入時(shí)注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子或碳離子,使得注入離子位置對(duì)應(yīng)的多晶硅非晶化,形成的離子摻雜層304為非晶層,多晶硅被非晶化后形成的非晶層的熔點(diǎn)、密度和硬度都會(huì)明顯低于多晶硅,由于非晶層與多晶硅層不同的物理特性,在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí),多晶硅的研磨速率會(huì)小于非晶層的研磨速率,本實(shí)施例中,由于形成的非晶層(離子摻雜層304)是位于犧牲層303中,當(dāng)從犧牲層303表面向下研磨時(shí),研磨到非晶層時(shí)的研磨速率會(huì)發(fā)生明顯變化,因此通過(guò)檢測(cè)研磨過(guò)程中研磨的速率變化,即可判斷是否研磨到非晶層(離子摻雜層304),從而停止研磨的進(jìn)行,以便較為精確的控制剩余的犧牲層303的厚度。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,當(dāng)所述犧牲層303的材料為多晶硅或無(wú)定形硅時(shí),所述離子注入的雜質(zhì)離子為氧離子、氮離子、砷離子、硼離子或銻離子一種,并且所述摻雜離子與研磨液的成分和犧牲層的材料成分要不相同,形成的離子摻雜區(qū)304中含有其中某一種摻雜離子(比如:硼離子),離子摻雜層304是位于犧牲層303中,從犧牲層303表面向下研磨,當(dāng)研磨到離子摻雜層304時(shí),研磨液中某種雜質(zhì)離子(比如:硼離子)的濃度會(huì)從無(wú)到有,并逐漸增大,因此當(dāng)檢測(cè)到研磨液中雜質(zhì)離子的濃度變化時(shí),停止研磨的進(jìn)行。所述離子注入的能量為1~20Kev,劑量大于等于1E15/cm2,通過(guò)控制離子注入的能量,能較為準(zhǔn)確的犧牲層303中形成的控制離子摻雜層304的深度,當(dāng)離子摻雜層304的深度確定后,對(duì)犧牲層303進(jìn)行平坦化時(shí),剩余的犧牲層的厚度也就確定了,通過(guò)控制離子注入的劑量,使得離子摻雜層304中雜質(zhì)離子的濃度大于等于10E18/cm3,以提高非晶化的程度或者研磨時(shí)剩余的研磨液中的待檢測(cè)雜質(zhì)離子的濃度,當(dāng)研磨到離子摻雜層304時(shí),從而提高檢測(cè)研磨速率變化或者研磨液中雜質(zhì)離子的濃度變化的靈敏度,提高檢測(cè)的研磨終點(diǎn)判斷的精度。在具體的實(shí)施例中,所述離子注入的能量和劑量根據(jù)不同的待注入雜質(zhì)離子作出選擇,使不同的雜質(zhì)離子注入后形成的離子摻雜層304均能達(dá)到作為研磨停止層的效果,并且利于離子摻雜層304的深度控制,當(dāng)注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子或碳離子時(shí),離子注入的能量為5~20Kev,劑量大于等于1E15/cm2,當(dāng)注入的雜質(zhì)離子為氧離子、氮離子、砷離子、硼離子或銻離子時(shí),離子注入的能量為1~20Kev,劑量大于等于1E15/cm2。接著,參考圖6,采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述犧牲層303,以離子摻雜層304作為停止層。本實(shí)施例中,所述離子摻雜層304為非晶層,采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述犧牲層303時(shí),當(dāng)檢測(cè)到研磨速率從一定的速率逐漸增大,達(dá)到最大值后再逐漸減小時(shí),停止研磨的進(jìn)行,即相對(duì)于化學(xué)機(jī)械研磨時(shí),以離子摻雜層304作為停止層。本實(shí)施例中進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨所采用的研磨設(shè)備能實(shí)時(shí)檢測(cè)研磨測(cè)速率,并將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給研磨設(shè)備的主控制單元,主控制單元能根據(jù)研磨速率的變化發(fā)出停止研磨的信號(hào),從而停止研磨的進(jìn)行。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,所述離子摻雜層304為摻雜有雜質(zhì)離子的多晶硅或無(wú)定形硅時(shí),采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述犧牲層303時(shí),當(dāng)檢測(cè)到研磨液中的某一雜質(zhì)離子的濃度先逐漸增大,達(dá)到最大值后再逐漸減小時(shí),停止研磨的進(jìn)行,即相對(duì)于化學(xué)機(jī)械研磨時(shí),以離子摻雜層304作為停止層。本實(shí)施例中進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨所采用的研磨設(shè)備具有光譜檢測(cè)單元,光譜檢測(cè)單元通過(guò)檢測(cè)研磨液中某一雜質(zhì)離子的反射光譜的變化來(lái)確定研磨液中某一雜質(zhì)離子濃度。所述化學(xué)機(jī)械研磨工藝采用的研磨液的主體成分為膠體氧化硅,稀釋劑為氫氧化鈉,膠體氧化硅的質(zhì)量百分含量為10%~20%,研磨液的PH值為10~13,減小對(duì)研磨過(guò)程中研磨速率的影響或者研磨液中雜質(zhì)離子濃度的影響,有利于通過(guò)研磨速率的變化或雜質(zhì)離子濃度的變化來(lái)判定研磨終點(diǎn),提高研磨的效率和研磨終點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行研磨時(shí),所述離子摻雜層304能被全部研磨或部分剩余。最后,在平坦化所述犧牲層303后,刻蝕剩余的犧牲層303,形成橫跨所述鰭部頂部和側(cè)壁表面的偽柵(圖中未示出);還包括:形成覆蓋所述鰭部301和偽柵的介質(zhì)層(圖中未示出);平坦化所述介質(zhì)層,暴露出偽柵的頂部表面;去除所述偽柵,形成凹槽(圖中未示出);在凹槽中填充滿金屬,形成金屬柵極(圖中未示出);在所述金屬柵極兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的源/漏區(qū)。在凹槽中填充金屬之前,在凹槽的側(cè)壁和底部表面形成高K柵介質(zhì)層,在高K柵介質(zhì)層上形成功能層,調(diào)節(jié)鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的功函數(shù)。所述源/漏區(qū)為嵌入式源漏區(qū),以提高鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。第二實(shí)施例請(qǐng)參考圖7,提供半導(dǎo)體襯底300,所述半導(dǎo)體襯底300上具有若干分立的鰭部301,相鄰鰭部301之間的半導(dǎo)體襯底301上具有隔離結(jié)構(gòu)302,所述隔離結(jié)構(gòu)302的表面低于鰭部301的頂部表面;形成覆蓋所述鰭部301以及隔離結(jié)構(gòu)302的犧牲層303。本實(shí)施例中,所述犧牲層303的厚度為30~200納米,由于形成的犧牲層303的厚度較薄,采用化學(xué)氣相沉積工藝形成犧牲層303時(shí),隔離結(jié)構(gòu)302表面和鰭部301頂部表面之間的高度差異對(duì)形成的犧牲層303表面平整度的影響較大,使得隔離結(jié)構(gòu)302上方的犧牲層的表面高度與鰭部301上方的犧牲層表面的高度之間的差異較大,犧牲層303的表面的凹凸不平(凹陷)比較明顯,后續(xù)對(duì)犧牲層303進(jìn)行離子注入,在犧牲層303中形成離子摻雜層時(shí),使得離子摻雜層在犧牲層303中的分布的受到犧牲層303表面的平整度的影響較大,后續(xù)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí),不利于研磨停止時(shí)機(jī)的判斷。接著,請(qǐng)參考圖8,在所述犧牲層303表面形成填充材料層307,以填充犧牲層303表面形成的凹陷。所述填充材料層307為無(wú)定形碳,填充材料層303的形成工藝為可流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積(FCVD),當(dāng)形成晶粒較小的無(wú)定形碳時(shí),無(wú)定形碳具有較好的填充凹陷的能力,并使得形成的填充材料層307具有較平坦的表面。所述填充材料層307的厚度為200~400納米,后續(xù)進(jìn)行離子注入時(shí),填充材料層307對(duì)離子注入的影響較小,使?fàn)奚鼘?03中形成的離子摻雜層的分布較為均勻。然后,請(qǐng)參考圖9,對(duì)所述犧牲層303和填充材料層307進(jìn)行離子注入,在犧牲層303中形成離子摻雜層404。所述離子注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子、碳離子、氧離子、氮離子、砷離子、硼離子和銻離子中的一種。由于存在填充材料層307,本實(shí)施例中,離子注入的能量要大于第一實(shí)施例中離子注入的能量,以在犧牲層303中形成離子摻雜層404,所述離子注入的能量為1~40Kev,劑量大于等于1E15/cm2。本實(shí)施例中,當(dāng)所述犧牲層303的材料為多晶硅,進(jìn)行離子注入時(shí)注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子或碳離子,使得注入離子位置對(duì)應(yīng)的多晶硅非晶化,形成的離子摻雜層304為非晶層,后續(xù)研磨填充材料層307和犧牲層303時(shí),當(dāng)研磨速率發(fā)生變化時(shí),即可停止研磨的進(jìn)行。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中,當(dāng)所述犧牲層303的材料為多晶硅或無(wú)定形硅時(shí),所述離子注入的雜質(zhì)離子為氧離子、氮離子、砷離子、硼離子或銻離子一種,并且所述摻雜離子與研磨液的成分和犧牲層303和填充材料層307的材料成分均不相同,形成的離子摻雜區(qū)304中含有其中某一種摻雜離子(比如:硼離子),離子摻雜層304是位于犧牲層303中,從填充材料層307表面向下研磨,當(dāng)研磨到離子摻雜層304時(shí),研磨液中某種雜質(zhì)離子(比如:硼離子)的濃度會(huì)從無(wú)到有,并逐漸增大,因此當(dāng)檢測(cè)到研磨液中雜質(zhì)離子的濃度變化時(shí),即可停止研磨的進(jìn)行。在具體的實(shí)施例中,所述離子注入的能量和劑量根據(jù)不同的待注入雜質(zhì)離子作出選擇,使不同的雜質(zhì)離子注入后形成的離子摻雜層304均能達(dá)到作為研磨停止層的效果,并且利于離子摻雜層304的深度控制,當(dāng)注入的雜質(zhì)離子為鍺離子、硅離子或碳離子時(shí),離子注入的能量為5~40Kev,劑量大于等于1E15/cm2,當(dāng)注入的雜質(zhì)離子為氧離子、氮離子、砷離子、硼離子或銻離子時(shí),離子注入的能量為1~40Kev,劑量大于等于1E15/cm2。參考圖10,采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述填充材料層307(如圖9所示)和犧牲層303,以離子摻雜層304作為停止層。當(dāng)離子摻雜層304為非晶層,由于本實(shí)施例的犧牲層303表面會(huì)具有填充材料層307,因此對(duì)填充材料層307和犧牲層303堆疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行研磨時(shí),研磨速度首先保持一定的速度,當(dāng)研磨到填充材料層307和犧牲層303交接處時(shí),研磨速率會(huì)逐漸減小,當(dāng)研磨到離子摻雜層304區(qū)時(shí),研磨速率會(huì)逐漸增大并且變化速率的變化幅度較大,當(dāng)研磨速率達(dá)到最大值后再逐漸減小時(shí),停止研磨的進(jìn)行。當(dāng)所述離子摻雜層304為摻雜有雜質(zhì)離子的多晶硅或無(wú)定形硅時(shí),其研磨過(guò)程請(qǐng)參考第一實(shí)施例。在平坦化所述犧牲層303后,刻蝕剩余的犧牲層303,形成橫跨所述鰭部頂部和側(cè)壁表面的偽柵(圖中未示出);還包括:形成覆蓋所述鰭部301和偽柵的介質(zhì)層(圖中未示出);平坦化所述介質(zhì)層,暴露出偽柵的頂部表面;去除所述偽柵,形成凹槽(圖中未示出);在凹槽中填充滿金屬,形成金屬柵極(圖中未示出);在所述金屬柵極兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的源/漏區(qū)。綜上,本發(fā)明實(shí)施例鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成方法,離子摻雜層是通過(guò)注入工藝形成的,注入工藝可以較為精確的控制在犧牲層中形成的離子摻雜層的位置,當(dāng)以犧牲層中的離子摻雜層作為研磨的停止層時(shí),若研磨犧牲層的過(guò)程中,即使研磨速率會(huì)發(fā)生變化,剩余的犧牲層的厚度也能較精確的控制,使得刻蝕剩余的犧牲層形成的偽柵的高度也比較精確。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上,但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改,因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾,均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
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