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半導(dǎo)體器件的形成方法與流程

文檔序號:12370315閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,包括:

提供基底,所述基底包括襯底、位于襯底表面的鰭部、位于襯底表面且覆蓋鰭部部分側(cè)壁表面的隔離層,所述隔離層頂部低于鰭部頂部,所述基底表面形成有層間介質(zhì)層,且所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成有凹槽,所述凹槽底部表面形成有柵介質(zhì)層以及位于柵介質(zhì)層表面的第一功函數(shù)層,其中,所述凹槽包括沿鰭部延伸方向依次排列的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域;

在所述凹槽的第一區(qū)域和第三區(qū)域形成非晶硅層,所述非晶硅層暴露出第二區(qū)域的第一功函數(shù)層表面;

以所述非晶硅層為掩膜,對所述第二區(qū)域的第一功函數(shù)層進(jìn)行摻雜處理,將所述第二區(qū)域的第一功函數(shù)層轉(zhuǎn)化為第二功函數(shù)層;

去除所述第一區(qū)域的非晶硅層;

對所述第三區(qū)域的非晶硅層進(jìn)行退火處理,將第三區(qū)域的第一功函數(shù)層轉(zhuǎn)化為第三功函數(shù)層;

去除所述第三區(qū)域的非晶硅層;

在所述第二功函數(shù)層表面、第三功函數(shù)層表面以及第一區(qū)域的第一功函數(shù)層表面形成金屬柵極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述第一功函數(shù)層、第二功函數(shù)層和第三功函數(shù)層分別具有不同的功函數(shù)值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,形成所述非晶硅層的工藝步驟包括:形成覆蓋于所述凹槽底部和側(cè)壁、以及層間介質(zhì)層表面的非晶硅膜;回刻蝕所述非晶硅膜,刻蝕去除層間介質(zhì)層表面以及第二區(qū)域的非晶硅膜,形成所述非晶硅層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,采用干法刻蝕工藝進(jìn)行所述回刻蝕,干法刻蝕工藝的工藝參數(shù)為:HBr流量為50sccm至500sccm,NF3流量為0sccm至50sccm,O2流量為0sccm至50sccm,He流量為0sccm至200sccm,Ar流量為0sccm至500sccm,腔室壓強為2毫托至100毫托,提供源功率200瓦至1000瓦,提供偏置功率0瓦至200 瓦。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,在沿所述鰭部延伸方向上,所述非晶硅層的寬度尺寸為5納米至20納米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述第一功函數(shù)層的材料為氮化鈦。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述摻雜處理的摻雜離子為氮離子。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述摻雜處理的工藝為離子注入,其中,離子注入工藝中氮離子注入劑量為1E15atom/cm2至1E17atom/cm2

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述退火處理采用微波退火工藝,溫度為200℃~500℃,微波頻率為1GHz~10GHz,功率為1kW~10kW,時間為10s~600s。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述退火處理采用快速熱退火工藝,溫度為100℃~1000℃,時間為1s~600s。

11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述退火處理在NH3、N2O或NO氛圍下進(jìn)行。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,形成所述層間介質(zhì)層、凹槽、柵介質(zhì)層以及第一功函數(shù)層的步驟包括:在所述基底表面形成橫跨鰭部的柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的第一功函數(shù)層、以及位于第一功函數(shù)層表面的偽柵,所述偽柵覆蓋鰭部的頂部和側(cè)壁;在所述基底表面形成層間介質(zhì)層,所述層間介質(zhì)層覆蓋于偽柵側(cè)壁表面,且所述層間介質(zhì)層頂部與偽柵頂部齊平;去除所述偽柵形成凹槽。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,形成所述層間介質(zhì)層、凹槽、柵介質(zhì)層以及第一功函數(shù)層的步驟包括:在所述基底表面形成橫跨鰭部的偽柵,所述偽柵覆蓋鰭部的頂部和側(cè)壁;在所述基底表面形成層間介質(zhì)層,所述層間介質(zhì)層覆蓋于偽柵側(cè)壁表面,且所述層間介 質(zhì)層頂部與偽柵頂部齊平;去除所述偽柵形成凹槽;在所述凹槽底部表面和側(cè)壁表面依次形成柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的第一功函數(shù)層。

14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,在去除所述偽柵之前,還包括步驟:在所述偽柵一側(cè)的基底內(nèi)形成源摻雜區(qū);在所述偽柵另一側(cè)的基底內(nèi)形成漏摻雜區(qū),其中第一區(qū)域緊鄰源摻雜區(qū),第三區(qū)域緊鄰漏摻雜區(qū)。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法,其特征在于,所述柵介質(zhì)層的材料為氧化鉿、氧化鋯、氧化鉿硅、氧化鑭、氧化鋯硅、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋇鍶鈦、氧化鋇鈦、氧化鍶鈦或氧化鋁;所述金屬柵極的材料為銅、鋁、鎢、鈦、鉭或金。

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