晶體管的形成方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體領域，具體涉及一種晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在晶體管的高K介質(zhì)/后金屬柵工程中，在襯底上形成多個偽柵結(jié)構(gòu)以后，需要在多個偽柵結(jié)構(gòu)之間填充層間介質(zhì)層，在去除偽柵后，層間介質(zhì)層形成具有對應偽柵形狀的開口，在開口中填充金屬柵極，以形成高K介質(zhì)/后金屬柵結(jié)構(gòu)。
[0003]隨著集成電路上的晶體管密度的不斷提高，金屬柵極的尺寸、金屬柵極之間的間距也不斷縮小，相應地偽柵結(jié)構(gòu)的間距也不斷縮小，在多個偽柵結(jié)構(gòu)之間填充層間介質(zhì)層的過程中，層間介質(zhì)層很難填充到多個偽柵結(jié)構(gòu)之間較小的間距中，這樣形成的層間介質(zhì)層形貌不平整，并且在層間介質(zhì)層中很容易產(chǎn)生空隙(void)。
[0004]如果層間介質(zhì)層中產(chǎn)生空隙，則容易產(chǎn)生漏電流從而使晶體管性能降低。此外，在形貌不平整，具有空隙的層間介質(zhì)層中填充金屬柵極，可能造成金屬柵極高度不齊平、金屬滲入層間介質(zhì)層中空隙等缺陷。
[0005]因此，如何提高層間介質(zhì)層在偽柵結(jié)構(gòu)之間中的填充效果，形成高質(zhì)量且形貌平整的層間介質(zhì)層，成為本領域技術(shù)人員亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種晶體管形成方法，提高層間介質(zhì)層在偽柵結(jié)構(gòu)之間的填充效果，形成高質(zhì)量且形貌平整的層間介質(zhì)層。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶體管形成方法，包括:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底上形成多個偽柵結(jié)構(gòu)，所述偽柵結(jié)構(gòu)包括偽柵；
[0010]在所述偽柵結(jié)構(gòu)露出的襯底中形成源區(qū)、漏區(qū)；
[0011]采用流體化學氣相沉積法，在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層，使第一介質(zhì)層低于所述偽柵結(jié)構(gòu)；
[0012]在所述偽柵結(jié)構(gòu)以及第一介質(zhì)層上形成第二介質(zhì)層，使所述第二介質(zhì)層的表面與偽柵結(jié)構(gòu)中的偽柵表面齊平，所述第二介質(zhì)層的致密性高于所述第一介質(zhì)層的致密性；
[0013]去除偽柵結(jié)構(gòu)中的偽柵，形成開口 ；
[0014]在所述開口中形成金屬柵極。
[0015]可選的，在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層的步驟包括:
[0016]采用流體化學氣相沉積法在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層，并使所述第一介質(zhì)層高于偽柵結(jié)構(gòu)；
[0017]對所述第一介質(zhì)層進行固化處理；
[0018]平坦化固化處理后的所述第一介質(zhì)層，使第一介質(zhì)層與偽柵結(jié)構(gòu)齊平；
[0019]對第一介質(zhì)層進行回刻，去除部分厚度的第一介質(zhì)層，使剩余的第一介質(zhì)層低于所述偽柵結(jié)構(gòu)。
[0020]可選的，在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層，并使所述第一介質(zhì)層高于偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，填充的所述第一介質(zhì)層的厚度在500埃到2000埃的范圍內(nèi)。
[0021]可選的，在去掉部分厚度的第一介質(zhì)層使所述第一介質(zhì)層低于偽柵結(jié)構(gòu)的步驟中，去掉的第一介質(zhì)層的厚度在200埃到300埃的范圍內(nèi)。
[0022]可選的，采用流體化學氣相沉積法在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層的步驟中，所述第一介質(zhì)層的材料為氧化硅。
[0023]可選的，在反應腔室內(nèi)進行所述形成第一介質(zhì)層的步驟，在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充以氧化硅為材料的第一介質(zhì)層的步驟包括:反應腔室內(nèi)通入包括三甲硅胺氣體、氨氣、氫氣、氧氣和水的反應物。
[0024]可選的，在反應腔室中進行所述固化處理，固化處理包括:
[0025]在反應腔室中通入臭氧；
[0026]使反應腔室中的溫度在400攝氏度到600攝氏度的范圍內(nèi)，以進行退火。
[0027]可選的，對所述第一介質(zhì)層進行固化處理的步驟還包括:在退火之后，向反應腔室中通入氧氣和水。
[0028]可選的，在使第一介質(zhì)層與偽柵結(jié)構(gòu)齊平之后，對第一介質(zhì)層進行回刻之前，還包括:對所述第一介質(zhì)層進行娃摻雜。
[0029]可選的，在所述偽柵結(jié)構(gòu)以及第一介質(zhì)層上形成第二介質(zhì)層，使所述第二介質(zhì)層的表面與偽柵結(jié)構(gòu)中的偽柵表面齊平的步驟包括:
[0030]采用化學氣相沉積法，在所述剩余的第一介質(zhì)層表面以及偽柵結(jié)構(gòu)表面形成高于偽柵結(jié)構(gòu)的第二介質(zhì)層；
[0031 ] 對所述第二介質(zhì)層進行硅摻雜；
[0032]平坦化所述第二介質(zhì)層，直至露出偽柵的表面。
[0033]可選的，在所述剩余的第一介質(zhì)層表面以及偽柵結(jié)構(gòu)表面形成高于偽柵結(jié)構(gòu)的第二介質(zhì)層的步驟中:所述第二介質(zhì)層的厚度在300埃到500埃的范圍內(nèi)。
[0034]可選的，所述第二介質(zhì)層的材料為氧化硅。
[0035]可選的，在提供襯底之后，形成偽柵結(jié)構(gòu)之前，還包括在襯底上形成鰭；
[0036]在所述襯底上形成多個偽柵結(jié)構(gòu)的步驟包括:在所述鰭上形成多個橫跨所述鰭的偽柵結(jié)構(gòu)。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0038]采用流體化學氣相沉積法，在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層，流體化學氣相沉積法填充的第一介質(zhì)層具有良好的填充能力，從而在填充于偽柵結(jié)構(gòu)之間時不容易產(chǎn)生空隙等缺陷，在所述偽柵結(jié)構(gòu)以及第一介質(zhì)層上形成與偽柵結(jié)構(gòu)中的偽柵齊平的第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層的致密性高于所述第一介質(zhì)層的致密性，使得第二介質(zhì)層的硬度及抗刻蝕能力較強，在之后的后續(xù)步驟中第二介質(zhì)層的能夠保持較好的形貌，從而使得后續(xù)能夠形成高度較為統(tǒng)一的金屬柵極，保證晶體管的質(zhì)量。
[0039]進一步，第一介質(zhì)層為氧化硅，在填充與所述偽柵結(jié)構(gòu)齊平的第一介質(zhì)層之后，去掉部分第一介質(zhì)層使所述第一介質(zhì)層低于偽柵結(jié)構(gòu)之前，還包括:對所述第一介質(zhì)層進行硅摻雜，經(jīng)過硅摻雜的第一介質(zhì)層硬度和抗刻蝕能力更強，減少金屬柵極高度不齊平等缺陷的廣生，以提聞晶體管的質(zhì)量。
[0040]進一步，第二介質(zhì)層為氧化硅，在所述第一介質(zhì)層表面以及偽柵結(jié)構(gòu)表面形成第二介質(zhì)層以后，對所述第二介質(zhì)層進行硅摻雜。這樣經(jīng)過硅摻雜的第二介質(zhì)層的硬度和抗刻蝕能力更強，減少金屬柵極高度不齊平等缺陷的產(chǎn)生，以提高晶體管的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0041]圖1至圖10為本發(fā)明晶體管形成方法一實施例的各個步驟的示意圖。
【具體實施方式】
[0042]現(xiàn)有在晶體管的高K介質(zhì)/后金屬柵工程中，在多個偽柵結(jié)構(gòu)之間填充層間介質(zhì)層的過程中，層間介質(zhì)層很難填充到多個偽柵結(jié)構(gòu)之間較小的間距中，這樣形成的層間介質(zhì)層形貌不平整，并且在層間介質(zhì)層中很容易產(chǎn)生空隙等缺陷。
[0043]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種晶體管形成方法。采用流體化學氣相沉積法，在所述偽柵結(jié)構(gòu)之間填充第一介質(zhì)層，流體化學氣相沉積法填充的第一介質(zhì)層在初始具有流動性，能夠較好地填充于偽柵結(jié)構(gòu)之間，并且不容易產(chǎn)生空隙等缺陷，然后去掉部分第一介質(zhì)層，在所述偽柵結(jié)構(gòu)以及第一介質(zhì)層上形成與偽柵結(jié)構(gòu)齊平的第二介質(zhì)層，第二介質(zhì)層的硬度及抗刻蝕能力較強，后續(xù)步驟中第二介質(zhì)層的上表面能夠保持較好的形貌，從而可以獲得高度較為統(tǒng)一的金屬柵極，保證晶體管的質(zhì)量。
[0044]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0045]參考圖1至圖10為本發(fā)明晶體管形成方法一實施例的各個步驟的示意圖。需要說明的是，在本實施例中，所述晶體管為CMOS，但是不應因此限制本發(fā)明晶體管形成方法所形成的晶體管類型，在其他實施例中，本發(fā)明晶體管形成方法還可以用于形成鰭式場效應晶體管。
[0046]參考圖1，提供襯底100。
[0047]在本實施例中，所述襯底100為硅襯底，在其他實施例中，所述襯底100還可以為鍺硅襯底或絕緣體上硅襯底等其它半導體襯底，對此本發(fā)明不做任何限制。
[0048]具體地，在本實施例中，在所述襯底100上同時形成NMOS管與PMOS管，所以在提供襯底100后，還需要在襯底100中形成隔離結(jié)構(gòu)101，將襯底100分為NMOS襯底區(qū)與PMOS襯底區(qū)。所述隔離結(jié)構(gòu)101為淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，在其他實施例中，所述隔離結(jié)構(gòu)還可以為局部氧化隔離。所述隔離結(jié)構(gòu)101用于隔離NMOS管與PMOS管。在其他實施例中，也可以不形成所述隔離結(jié)構(gòu)101。
[0049]繼續(xù)參考圖1，在所述襯