本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,尤其涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法。
背景技術(shù):
mos晶體管是現(xiàn)代集成電路中最重要的元件之一。mos晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括:半導(dǎo)體襯底;位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu),位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源漏區(qū)。mos晶體管的工作原理是:通過(guò)在柵極結(jié)構(gòu)施加電壓,調(diào)節(jié)通過(guò)柵極結(jié)構(gòu)底部溝道的電流來(lái)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的平面式的mos晶體管對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)酰斐蓢?yán)重的漏電流。而鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)是一種新興的多柵器件,一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部,覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu),位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)的源漏區(qū)。
然而,現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,避免在溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上,相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的接觸孔之間發(fā)生穿通。
為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種鰭式場(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)體襯底上形成有鰭部、橫跨所述鰭部的柵極結(jié)構(gòu)、位于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)側(cè)壁的側(cè)墻、以及覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻的層間介質(zhì)層,所述層間介質(zhì)層包括覆蓋所述側(cè)墻側(cè)壁的第一層間介質(zhì)層和位于第一層間介質(zhì)層、柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻上的第二層間介質(zhì)層;刻蝕部分厚度的第二層間介質(zhì)層,形成介質(zhì)層凸起,所述介質(zhì)層凸起位于相鄰鰭部之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層和側(cè)墻的上方;形成覆蓋所述介質(zhì)層凸起表面的保護(hù)層后,形成覆蓋所述層間介質(zhì)層和保護(hù)層的平坦層;在所述平坦層上形成具有溝槽圖形開(kāi)口的掩膜層,所述溝槽圖形開(kāi)口的位置對(duì)應(yīng)相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間 的區(qū)域;以所述掩膜層和保護(hù)層為掩膜向下刻蝕平坦層和層間介質(zhì)層,形成貫穿所述層間介質(zhì)層的接觸孔,所述接觸孔的底部位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間;去除所述掩膜層和平坦層。
可選的,形成所述保護(hù)層的步驟為:在所述層間介質(zhì)層和所述介質(zhì)層凸起的表面形成保護(hù)層;將所述介質(zhì)層凸起表面之外的位于層間介質(zhì)層表面的保護(hù)層去除。
可選的,形成所述保護(hù)層的工藝為原子層沉積工藝、等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝。
可選的,將所述介質(zhì)層凸起表面之外的位于層間介質(zhì)層表面的保護(hù)層去除的工藝為干刻工藝。
可選的,所述保護(hù)層的厚度為120埃~180埃。
可選的,所述保護(hù)層的材料為氮化鈦、氮化銅、氮化硼或氮化鋁。
可選的,所述介質(zhì)層凸起的高度為400埃~700埃。
可選的,所述平坦層的材料為含碳有機(jī)層或底部抗反射層。
可選的,所述層間介質(zhì)層的材料為氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅。
可選的,向下刻蝕平坦層和層間介質(zhì)層以形成所述接觸孔的工藝為各向異性干法刻蝕工藝。
可選的,還包括:在所述接觸孔中填充導(dǎo)電層。
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(diǎn):
由于刻蝕部分厚度的所述第二層間介質(zhì)層后,在相鄰鰭部之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層和側(cè)墻上方形成介質(zhì)層凸起,然后在所述介質(zhì)層凸起的表面形成保護(hù)層,即不僅在所述介質(zhì)層凸起的頂部表面也在所述介質(zhì)層凸起側(cè)壁的形成了保護(hù)層,使得所述保護(hù)層增強(qiáng)了對(duì)其覆蓋的層間介質(zhì)層的保護(hù)作用,當(dāng)形成所述平坦層和掩膜層后,在以所述掩膜層和保護(hù)層為掩膜向下刻蝕平坦層和層間介質(zhì)層的過(guò)程中,能夠降低對(duì)保護(hù)層下方的層間介質(zhì)層的刻蝕程度,從而避免在溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上,相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的接觸孔之間發(fā)生穿通,后續(xù)在所述接觸孔中形成導(dǎo)電層后,能夠避免在 溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電層之間發(fā)生短路。
附圖說(shuō)明
圖1、圖2a、圖2b、圖3a、圖3b、圖4a、圖4b、圖5a、圖5b、6a、圖6b、圖7a和圖7b是現(xiàn)有技術(shù)中鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8、圖9a、圖9b、圖9c、圖10a、圖10b、圖10c、圖11a、圖11b、圖11c、圖12a、圖12b、圖12c、圖13a、圖13b、圖13c、圖14a、圖14b、圖14c、圖15a、圖15b和圖15c是本發(fā)明第一實(shí)施例中鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
正如背景技術(shù)所述,現(xiàn)有技術(shù)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能有待提高。
圖1、圖2a、圖2b、圖3a、圖3b、圖4a、圖4b、圖5a、圖5b、圖6a、圖6b、圖7a和圖7b是現(xiàn)有技術(shù)中鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合參考圖1、圖2a和圖2b,圖2a為沿著圖1中切割線a-a1獲得的剖面圖,圖2b為沿著圖1中切割線b-b1獲得的剖面圖,其中,切割線a-a1的方向平行于鰭部延伸方向且通過(guò)鰭部,切割線b-b1的方向平行于鰭部延伸方向且位于相鄰鰭部之間,提供半導(dǎo)體襯底100,所述半導(dǎo)體襯底100上形成有鰭部120和橫跨所述鰭部120的偽柵極結(jié)構(gòu)130。
相鄰鰭部120之間的半導(dǎo)體襯底100上還形成有隔離結(jié)構(gòu)110,用于電學(xué)隔離相鄰的鰭部120;所述偽柵極結(jié)構(gòu)130包括橫跨所述鰭部120的柵介質(zhì)層131和位于柵介質(zhì)層131上的偽柵電極132,其中,柵介質(zhì)層131位于隔離結(jié)構(gòu)110的表面,覆蓋部分鰭部120的頂部表面和側(cè)壁。
結(jié)合參考圖3a和圖3b,在所述偽柵極結(jié)構(gòu)130兩側(cè)側(cè)壁形成側(cè)墻140;在所述偽柵極結(jié)構(gòu)130和側(cè)墻140兩側(cè)的鰭部中形成源漏區(qū)(未圖示)后,在所述半導(dǎo)體襯底100上形成覆蓋所述側(cè)墻140側(cè)壁的第一層間介質(zhì)層150,所述第一層間介質(zhì)層150的表面與所述偽柵極結(jié)構(gòu)130的頂部表面齊平。
結(jié)合參考圖4a和圖4b,去除所述偽柵電極132后,形成開(kāi)口(未圖示),然后在所述開(kāi)口中形成金屬柵電極133;形成覆蓋所述金屬柵電極133、側(cè)墻 140和第一層間介質(zhì)層150的第二層間介質(zhì)層160;形成覆蓋所述第二層間介質(zhì)層160的保護(hù)材料層170。所述金屬柵電極133和所述柵介質(zhì)層131形成柵極結(jié)構(gòu);所述第一層間介質(zhì)層150和第二層間介質(zhì)層160形成層間介質(zhì)層。
結(jié)合參考圖5a和圖5b,刻蝕保護(hù)材料層170,形成保護(hù)層171,所述保護(hù)層171位于相鄰鰭部120之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層上方。在刻蝕保護(hù)材料層170的過(guò)程中會(huì)進(jìn)行過(guò)刻蝕,使得對(duì)部分厚度的第二層間介質(zhì)層160也進(jìn)行了刻蝕。
結(jié)合參考圖6a和圖6b,形成覆蓋所述層間介質(zhì)層和保護(hù)層171的平坦層180;在所述平坦層180上形成具有溝槽圖形開(kāi)口的掩膜層190,所述溝槽圖形開(kāi)口位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層上方并橫跨所述保護(hù)層171。
結(jié)合參考圖7a和圖7b,以所述掩膜層190和保護(hù)層171為掩膜向下刻蝕平坦層180和層間介質(zhì)層,形成貫穿所述層間介質(zhì)層的接觸孔191,所述接觸孔191的底部位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間。
然后在所述接觸孔191中形成導(dǎo)電層。
研究發(fā)現(xiàn),上述方法形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管,在溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上,相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的接觸孔之間容易發(fā)生穿通,使得相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電層之間發(fā)生短路,原因在于:
刻蝕保護(hù)材料層170,形成保護(hù)層171,所述保護(hù)層171位于相鄰鰭部120之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層上方,此時(shí),保護(hù)層171僅位于保護(hù)層171向下投影覆蓋的層間介質(zhì)層的頂部表面,在以所述掩膜層190和保護(hù)層171為掩膜向下刻蝕平坦層180和層間介質(zhì)層以形成貫穿所述層間介質(zhì)層的接觸孔191的過(guò)程中,對(duì)在所述溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上接觸孔191之間的層間介質(zhì)層的頂部的刻蝕程度較大,且在所述溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上接觸孔191之間的層間介質(zhì)層側(cè)壁沒(méi)有相應(yīng)的用于降低其受到的刻蝕程度的保護(hù)層,使得在所述溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的接觸孔之間容易發(fā)生穿通,當(dāng)在所述接觸孔中形成導(dǎo)電層后,使得在所述溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電層之間容易發(fā)生短路。
在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明提出一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,通過(guò)刻蝕 部分厚度的第二層間介質(zhì)層,在相鄰鰭部之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層和側(cè)墻上方形成介質(zhì)層凸起;形成覆蓋所述介質(zhì)層凸起表面的保護(hù)層后,形成覆蓋所述層間介質(zhì)層和保護(hù)層的平坦層;在所述平坦層上形成具有溝槽圖形開(kāi)口的掩膜層,所述溝槽圖形開(kāi)口的位置對(duì)應(yīng)相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域;以所述掩膜層和保護(hù)層為掩膜向下刻蝕平坦層和層間介質(zhì)層,形成貫穿所述層間介質(zhì)層的接觸孔,所述接觸孔的底部位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間;去除所述掩膜層和平坦層。所述方法能夠避免在溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上,相鄰鰭部上對(duì)應(yīng)的接觸孔之間穿通。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
第一實(shí)施例
圖8、圖9a、圖9b、圖9c、圖10a、圖10b、圖10c、圖11a、圖11b、圖11c、圖12a、圖12b、圖12c、圖13a、圖13b、圖13c、圖14a、圖14b、圖14c、圖15a、圖15b和圖15c是本發(fā)明第一實(shí)施例中鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合參考圖8、圖9a、圖9b和圖9c,圖9a為沿著圖8中切割線a2-a3獲得的剖面圖,圖9b為沿著圖8中切割線b2-b3獲得的剖面圖,圖9c為沿著圖8中切割線c2-c3獲得的剖面圖,其中,切割線a-a1的方向平行于鰭部延伸方向且通過(guò)鰭部,切割線b-b1的方向平行于鰭部延伸方向且位于相鄰鰭部之間,切割線c2-c3平行于柵極結(jié)構(gòu)延伸方向且位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間,提供半導(dǎo)體襯底200,所述半導(dǎo)體襯底200上形成有鰭部220和橫跨所述鰭部220的偽柵極結(jié)構(gòu)230。
所述半導(dǎo)體襯底200為后續(xù)形成半導(dǎo)體器件提供工藝平臺(tái)。所述半導(dǎo)體襯底200可以是單晶硅,多晶硅或非晶硅;半導(dǎo)體襯底200也可以是硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料;本實(shí)施例中,所述半導(dǎo)體襯底200的材料為硅。
所述鰭部220通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行圖形化而形成,或者在半導(dǎo)體襯底200上形成鰭部材料層,然后圖形化所述鰭部材料層而形成鰭部220。
所述鰭部220兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底200的表面還具有隔離結(jié)構(gòu)210,隔離結(jié)構(gòu)210的表面低于鰭部220的頂部表面,隔離結(jié)構(gòu)210用于電學(xué)隔離鰭部220。所述隔離結(jié)構(gòu)210的材料包括氧化硅或氮氧化硅。
所述偽柵極結(jié)構(gòu)230橫跨鰭部220且覆蓋部分鰭部220的頂部表面和側(cè)壁。所述偽柵極結(jié)構(gòu)230包括橫跨鰭部220的柵介質(zhì)層231和覆蓋柵介質(zhì)層231的偽柵電極232。其中,柵介質(zhì)層231位于隔離結(jié)構(gòu)210表面、覆蓋部分鰭部220的頂部表面和側(cè)壁。
本實(shí)施例中,所述柵介質(zhì)層231的材料為高k介質(zhì)材料,如hfo2、hfsion、hfalo2、zro2或al2o3,所述偽柵電極232的材料為多晶硅,后續(xù)會(huì)去除偽柵電極232。在其它實(shí)施例中,還可以是:柵介質(zhì)層231的材料為氧化硅,偽柵電極232的材料為多晶硅,后續(xù)需要去除柵介質(zhì)層231和偽柵電極232。
形成偽柵極結(jié)構(gòu)230的方法為:采用沉積工藝形成覆蓋半導(dǎo)體襯底200、鰭部220和隔離結(jié)構(gòu)210的柵介質(zhì)材料層(未圖示)和覆蓋柵介質(zhì)材料層的偽柵電極材料層(未圖示);圖形化所述偽柵電極材料層和所述柵介質(zhì)材料層,形成偽柵極結(jié)構(gòu)230。
結(jié)合參考圖10a、圖10b和圖10c,形成覆蓋偽柵極結(jié)構(gòu)230兩側(cè)側(cè)壁的側(cè)墻240;在偽柵極結(jié)構(gòu)230和側(cè)墻240兩側(cè)的鰭部220中形成源漏區(qū)(未標(biāo)示);形成所述源漏區(qū)后,在所述半導(dǎo)體襯底200上形成覆蓋所述側(cè)墻240側(cè)壁的第一層間介質(zhì)層250,所述第一層間介質(zhì)層250的表面與偽柵極結(jié)構(gòu)230的頂部表面齊平。
所述第一層間介質(zhì)層250的材料為氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅。
形成所述第一層間介質(zhì)層250的步驟為:形成覆蓋鰭部220、偽柵極結(jié)構(gòu)230、隔離結(jié)構(gòu)210、側(cè)墻240和半導(dǎo)體襯底200的第一層間介質(zhì)材料層(未圖示),所述第一層間介質(zhì)材料層的整個(gè)表面高于偽柵極結(jié)構(gòu)230的頂部表面;平坦化所述第一層間介質(zhì)材料層直至暴露出偽柵極結(jié)構(gòu)230的頂部表面,形成第一層間介質(zhì)層250。
結(jié)合參考圖11a、圖11b和圖11c,去除偽柵電極232,形成開(kāi)口(未圖示);然后在所述開(kāi)口中形成金屬柵電極233;形成覆蓋所述金屬柵電極233、 側(cè)墻240和第一層間介質(zhì)層250的第二層間介質(zhì)層260。
采用干刻工藝或濕刻工藝刻蝕去除所述偽柵電極232。本實(shí)施例中采用四甲基氫氧化銨溶液去除偽柵電極232。
形成金屬柵電極233的方法為:采用沉積工藝在所述開(kāi)口和第一層間介質(zhì)層250的表面形成金屬柵電極233,然后采用平坦化工藝去除高于第一層間介質(zhì)層250表面的金屬柵電極233,在所述開(kāi)口中形成金屬柵電極233。
所述第二層間介質(zhì)層260的材料為氧化硅、氮氧化硅或者碳氧化硅,形成第二層間介質(zhì)層260的工藝為沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝或者壓大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝。
本實(shí)施例中,所述金屬柵電極233和所述柵介質(zhì)層231形成柵極結(jié)構(gòu);所述第二層間介質(zhì)層260和第一層間介質(zhì)層250形成層間介質(zhì)層。
結(jié)合參考圖12a、圖12b和圖12c,刻蝕部分厚度的第二層間介質(zhì)層260,形成介質(zhì)層凸起261,所述介質(zhì)層凸起261位于相鄰鰭部220之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層和側(cè)墻240的上方。
具體的,在所述第二層間介質(zhì)層260表面形成圖形化的掩膜層,所述圖形化的掩膜層定義待形成的介質(zhì)層凸起261的位置,以所述圖形化的掩膜層為掩膜對(duì)部分厚度的所述第二層間介質(zhì)層260進(jìn)行刻蝕,形成介質(zhì)層凸起261。
所述介質(zhì)層凸起261的高度需要選擇合適的范圍,若所述介質(zhì)層凸起261的高度小于400埃,導(dǎo)致后續(xù)形成的保護(hù)層在所述介質(zhì)層凸起261側(cè)壁上的高度較小,即后續(xù)形成的保護(hù)層對(duì)所覆蓋的層間介質(zhì)層的保護(hù)作用減弱,后續(xù)在形成接觸孔的過(guò)程中,沿著溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上,不能有效的避免接觸孔之間穿通;若所述介質(zhì)層凸起261的高度大于700埃,導(dǎo)致增加工藝成本,故本實(shí)施例中,選擇所述介質(zhì)層凸起261的高度為400?!?00埃。
結(jié)合參考圖13a、圖13b和圖13c,形成覆蓋所述介質(zhì)層凸起261表面的保護(hù)層270。
所述保護(hù)層270的材料為氮化鈦、氮化銅、氮化硼或氮化鋁。
形成所述保護(hù)層270的步驟為:在所述層間介質(zhì)層和所述介質(zhì)層凸起261 的表面形成保護(hù)層270;將所述介質(zhì)層凸起261表面之外的位于層間介質(zhì)層表面的保護(hù)層270去除。具體的,在本實(shí)施例中,采用沉積工藝,如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝或者原子層沉積工藝,在所述第二層間介質(zhì)層260和所述介質(zhì)層凸起261的表面形成保護(hù)層270,然后采用干刻工藝將所述介質(zhì)層凸起261表面之外的位于第二層間介質(zhì)層260表面的保護(hù)層270去除,刻蝕氣體可以使用c4f6和cl2、或c4f8和cl2。
若在介質(zhì)層凸起261的側(cè)壁沒(méi)有形成保護(hù)層270,將會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)形成接觸孔的過(guò)程中對(duì)于保護(hù)層270向下覆蓋的層間介質(zhì)層的頂部受到刻蝕損耗較大,容易導(dǎo)致在后續(xù)形成的溝槽圖形開(kāi)口延伸的方向上接觸孔之間發(fā)生穿通,而本實(shí)施例中,由于在所述介質(zhì)層凸起261的表面形成了保護(hù)層270,即不僅在所述介質(zhì)層凸起261的頂部表面也在所述介質(zhì)層凸起261的側(cè)壁的形成了保護(hù)層270,增加了對(duì)保護(hù)層270覆蓋的層間介質(zhì)層的保護(hù)作用。
所述保護(hù)層270的厚度需要選擇合適的范圍,若所述保護(hù)層270的厚度小于120埃,容易在形成接觸孔的過(guò)程中,容易將所述保護(hù)層270消耗去除,降低了保護(hù)層270對(duì)所覆蓋的層間介質(zhì)層的保護(hù)作用;若所述保護(hù)層270的厚度大于180埃,在后續(xù)形成的溝槽圖形開(kāi)口的延伸方向上,將在鰭部上用于形成接觸孔的位置占據(jù)過(guò)多,不利于形成接觸孔。故本實(shí)施例中,選擇保護(hù)層270的厚度為120?!?80埃。
結(jié)合參考圖14a、圖14b和圖14c,形成覆蓋所述層間介質(zhì)層和保護(hù)層270的平坦層280,在所述平坦層280上形成具有溝槽圖形開(kāi)口291的掩膜層290,所述溝槽圖形開(kāi)口291的位置對(duì)應(yīng)相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域。
具體的,所述溝槽圖形開(kāi)口291位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層上并橫跨所述保護(hù)層270。
所述平坦層280的材料為含碳有機(jī)層或底部抗反射層(barc)。形成所述平坦層280的工藝為旋轉(zhuǎn)涂覆工藝。
本實(shí)施例中,所述掩膜層290的材料為光刻膠,若所述平坦層280的材料為含碳有機(jī)層,還可以在平坦層280和掩膜層290之間另形成一層底部抗反射層。
所述溝槽圖形開(kāi)口291的位置定于出待形成的接觸孔的位置。
結(jié)合參考圖15a、圖15b和圖15c,以所述掩膜層290和保護(hù)層270為掩膜向下刻蝕平坦層280和層間介質(zhì)層,形成貫穿所述層間介質(zhì)層的接觸孔292,所述接觸孔292的底部位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間。
向下刻蝕平坦層280和層間介質(zhì)層以形成接觸孔292的工藝為各向異性干法刻蝕工藝,如各向異性等離子體刻蝕工藝或者反應(yīng)離子刻蝕工藝。本實(shí)施例中,采用各向異性等離子體刻蝕工藝向下刻蝕平坦層280和層間介質(zhì)層直至暴露出鰭部220的頂部表面,形成接觸孔292,所述接觸孔292的底部位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間。
由于不僅在所述介質(zhì)層凸起261的頂部表面也在所述介質(zhì)層凸起261的側(cè)壁的形成了保護(hù)層270,增加了對(duì)保護(hù)層270覆蓋的層間介質(zhì)層的保護(hù)作用,使得在形成接觸孔292的過(guò)程中,能夠降低對(duì)保護(hù)層270下方的層間介質(zhì)層的刻蝕程度,從而避免在溝槽圖形開(kāi)口291的延伸方向上,相鄰鰭部220上對(duì)應(yīng)的接觸孔292之間發(fā)生穿通。
形成接觸孔292后,去除所述掩膜層290和平坦層280。
去除所述掩膜層290和平坦層280,在所述接觸孔292中填充導(dǎo)電層。
所述導(dǎo)電層的材料為金屬,如鎢或銅。形成所述導(dǎo)電層的工藝可以為物理氣相沉積工藝。
由于在溝槽圖形開(kāi)口291的延伸方向上,相鄰鰭部220上對(duì)應(yīng)的接觸孔292之間不會(huì)發(fā)生穿通,使得在溝槽圖形開(kāi)口291的延伸方向上,相鄰接觸孔292中填充的導(dǎo)電層發(fā)生短路。
第二實(shí)施例
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于:第二實(shí)施例描述的是前柵工藝的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成過(guò)程,在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上,形成偽柵極結(jié)構(gòu)后,所述偽柵極結(jié)構(gòu)不會(huì)被去除,所述偽柵極結(jié)構(gòu)形成柵極結(jié)構(gòu),然后形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)側(cè)壁的側(cè)墻;在所述柵極結(jié)構(gòu)和側(cè)墻兩側(cè)的鰭部中形成源漏區(qū);形成所述源漏區(qū)后,在所述半導(dǎo)體襯底上形成覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)和側(cè) 墻的層間介質(zhì)層,所述層間介質(zhì)層的整個(gè)表面高于所述偽柵極結(jié)構(gòu)的頂部表面。
為了方便描述,將所述層間介質(zhì)層分為第一層間介質(zhì)層和第二層間介質(zhì)層,所述第一層間介質(zhì)層覆蓋所述側(cè)墻側(cè)壁,且所述第一層間介質(zhì)層的表面與柵極結(jié)構(gòu)的頂部表面齊平,所述第二層間介質(zhì)層位于柵極結(jié)構(gòu)、側(cè)墻和第一層間介質(zhì)層上。
接著,刻蝕部分厚度的第二層間介質(zhì)層,形成介質(zhì)層凸起,所述介質(zhì)層凸起位于在相鄰鰭部之間、以及相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層和側(cè)墻的上方。
形成介質(zhì)層凸起的方法參照第一實(shí)施例,不再詳述。
接著,形成覆蓋所述介質(zhì)層凸起表面的保護(hù)層后,形成覆蓋所述層間介質(zhì)層和保護(hù)層的平坦層。
形成保護(hù)層和平坦層的方法參照第一實(shí)施例,不再詳述。
接著,在所述平坦層上形成具有溝槽圖形開(kāi)口的掩膜層,所述溝槽圖形開(kāi)口的位置對(duì)應(yīng)相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域。
具體的,所述溝槽圖形開(kāi)口位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的層間介質(zhì)層上并橫跨所述保護(hù)層。
形成掩膜層的方法參照第一實(shí)施例,不再詳述。
接著,以所述掩膜層和保護(hù)層為掩膜向下刻蝕平坦層和層間介質(zhì)層,形成貫穿所述層間介質(zhì)層的接觸孔,所述接觸孔的底部位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間。
形成所述接觸孔的方法參照第一實(shí)施例,不再詳述。
形成所述接觸孔后,去除所述掩膜層和平坦層,然后在所述接觸孔中填充導(dǎo)電層。
形成所述導(dǎo)電層的方法參照第一實(shí)施例,不再詳述。
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