本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種場效應(yīng)晶體管的制備方法和一種場效應(yīng)晶體管。

背景技術(shù)：

在相關(guān)技術(shù)中，vdmos(verticaldouble-diffusionmetal-oxide-semiconductor，垂直雙擴散金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，n型場效應(yīng)管包括：襯底102、柵氧化層104、多晶硅層106(即柵極)、第一氧化層108、p-體區(qū)110、n+源區(qū)112(即源極)、第二氧化層114以及金屬層116。

在制作過程中，通過二氧化硅反刻形成側(cè)墻，也即多晶硅層106被柵氧化層104、第一氧化層108和第二氧化層114封閉地包覆，從而隔離源極和柵極(如圖1所示的n+源區(qū))。

但是，由于第二氧化層114經(jīng)過蝕刻后形成的側(cè)墻比較薄，同時由于采用干法刻蝕工藝會對該側(cè)墻造成離子損傷，從而造成側(cè)墻結(jié)構(gòu)的隔離效果差，進而導(dǎo)致柵極與源極之間的漏電流過大，最終降低場效應(yīng)晶體管的可靠性。

因此，如何設(shè)計一種新的場效應(yīng)晶體管的制備方案以降低柵極與源極之間的漏電流成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題至少之一，提出了一種新的場效應(yīng)晶體管的制備方案，通過在二氧化硅側(cè)墻的基礎(chǔ)上生成一層未經(jīng)過干法刻蝕的氮化硅層，增加了側(cè)墻的厚度和絕緣性，進而提升了側(cè)墻的隔離效果，降低了柵極和源極之間的漏電流，提升了器件可靠性。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種場效應(yīng)晶體管的制備方法，包括：在襯 底上依次形成柵氧化層、多晶硅層和第一氧化層；依次對第一氧化層和多晶硅層進行圖形化刻蝕至柵氧化層為止，以形成注入窗口；在注入窗口對應(yīng)的襯底依次形成體區(qū)和源區(qū)；在形成源區(qū)的襯底上依次形成氮化硅層和第二氧化層；采用干法刻蝕工藝對第二氧化層進行反刻處理至暴露出氮化硅層為止；對暴露出的氮化硅層進行濕法刻蝕處理，以形成包括氮化硅層和第二氧化層的側(cè)墻結(jié)構(gòu)；以第一氧化層和側(cè)墻結(jié)構(gòu)為掩蔽，依次對源區(qū)和體區(qū)進行刻蝕，以形成金屬接觸孔；采用金屬濺射工藝在形成金屬接觸孔的襯底上形成金屬電極，以完成場效應(yīng)晶體管的制備。

在該技術(shù)方案中，通過在二氧化硅側(cè)墻外側(cè)生成一層未經(jīng)過干法刻蝕的氮化硅層，增加了側(cè)墻的厚度和絕緣性，進而提升了側(cè)墻的隔離效果，降低了柵極和源極之間的漏電流，提升了器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在襯底上依次形成柵氧化層、多晶硅層和第一氧化層，具體包括以下步驟：采用溫度范圍為900℃至1000℃的熱氧化工藝在襯底上形成柵氧化層。

在該技術(shù)方案中，通過溫度范圍為900℃至1000℃的熱氧化工藝在襯底上形成柵氧化層，一方面，降低了襯底的熱應(yīng)力，另一方面，提升了柵氧化層的致密性，提升了器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在襯底上依次形成柵氧化層、多晶硅層和第一氧化層，具體還包括以下步驟：采用溫度范圍為500℃至700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層。

在該技術(shù)方案中，通過采用溫度范圍為500℃至700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層，形成了可靠高且低應(yīng)力的多晶硅層，以作為場效應(yīng)晶體管的柵極，進一步地提升了器件的可靠性。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在襯底上依次形成柵氧化層、多晶硅層和第一氧化層，具體還包括以下步驟：采用溫度范圍為900℃至1100℃的熱氧化工藝形成第一氧化層。

在該技術(shù)方案中，通過采用溫度范圍為900℃至1100℃的熱氧化工藝形成第一氧化層，形成了致密的第一氧化層，進而提高了刻蝕硅柵過程的可靠性。具體地，由于第一氧化層和多晶硅層的刻蝕比大，一般為1:500以上，也即，即使刻蝕硅柵時第一氧化層上的光刻膠被刻蝕光，也不會對第一氧化層減薄，工藝可靠性高且穩(wěn)定。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在注入窗口對應(yīng)的襯底依次形成體區(qū)和源區(qū)，具體包括以下步驟：p型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e13/cm²至1.0e15/cm²，注入能量范圍80kev至120kev，在注入窗口中形成p型體區(qū)。

在該技術(shù)方案中，通過在注入窗口形成體區(qū)和源區(qū)，形成了場效應(yīng)晶體管的功能層，工藝簡單且生產(chǎn)成本低，利于大規(guī)模推廣生產(chǎn)。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在注入窗口對應(yīng)的襯底依次形成體區(qū)和源區(qū)，具體還包括以下步驟：以溫度范圍為900℃至1200℃，時間范圍為60分鐘至180分鐘的退火工藝對p型體區(qū)進行驅(qū)入處理。

在該技術(shù)方案中，通過對p型體區(qū)進行驅(qū)入處理，激活了p型體區(qū)的化學(xué)鍵，從而實現(xiàn)了場效應(yīng)晶體管的電學(xué)特性，保證了器件可靠地工作。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在注入窗口對應(yīng)的襯底依次形成體區(qū)和源區(qū)，具體還包括以下步驟：n型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e15/cm²至1.0e16/cm²，注入能量范圍100kev至150kev，在注入窗口中形成n型源區(qū)。

在該技術(shù)方案中，通過設(shè)定n型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e15/cm²至1.0e16/cm²，注入能量范圍100kev至150kev，在注入窗口中形成n型源區(qū)，形成了場效應(yīng)晶體管的功能層，工藝簡單且生產(chǎn)成本低，利于大規(guī)模推廣生產(chǎn)。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成源區(qū)的襯底上依次形成氮化硅層和第二氧化層，具體包括以下步驟：采用溫度范圍為600℃至1000℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成氮化硅層。

在該技術(shù)方案中，通過形成氮化硅層，加厚了側(cè)墻結(jié)構(gòu)，從而增強了柵極和源區(qū)(即源極)之間的電學(xué)隔離，工藝改進成本低且兼容性高，利于場效應(yīng)晶體管的批量生產(chǎn)和推廣。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，對暴露出的氮化硅層進行濕法刻蝕處理，以形成包括氮化硅層和第二氧化層的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，具體包括以下步驟：采用加熱至100℃至200℃的磷酸溶液對暴露出的氮化硅層進行濕法刻蝕處理，以形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。

在該技術(shù)方案中，通過采用加熱至100℃至200℃的磷酸溶液對暴露出的氮化硅層進行濕法刻蝕處理，以形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，降低了氮化硅層造成 的應(yīng)力影響，進而提升了器件可靠性，降低了器件的柵漏電流。

另外，上述氧化層的刻蝕可以采用hf化合物，刻蝕多晶硅可以采用sf6、ch3f和chcl3等化合物。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提出了一種場效應(yīng)晶體管，采用如上述任一項技術(shù)方案所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法制備而成，因此，該場效應(yīng)晶體管具有和上述技術(shù)方案中任一項所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法相同的技術(shù)效果，在此不再贅述。

值得特別強調(diào)的是，通過上述制備方法制備獲得n型場效應(yīng)晶體管，將n型摻雜的離子摻雜步驟和p型摻雜的離子摻雜步驟對調(diào)，可以獲得p型場效應(yīng)晶體管，同樣地，p型場效應(yīng)晶體管的側(cè)墻結(jié)構(gòu)同樣包括氧化硅層和未經(jīng)刻蝕的氮化硅層，具有極高的可靠性和極低的柵源漏電流。

通過以上技術(shù)方案，通過在二氧化硅側(cè)墻外側(cè)生成一層未經(jīng)過干法刻蝕的氮化硅層，增加了側(cè)墻的厚度和絕緣性，進而提升了側(cè)墻的隔離效果，降低了柵極和源極之間的漏電流，提升了器件可靠性。

附圖說明

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的場效應(yīng)晶體管的制備方法的示意流程圖；

圖3至圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的場效應(yīng)晶體管的制備過程的剖面示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用第三方不同于在此描述的第三方方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

下面結(jié)合圖2至圖14對根據(jù)本發(fā)明的實施例的場效應(yīng)晶體管的制備方法進行具體說明。

如圖2至圖14所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的場效應(yīng)晶體管的制備方法，包括：步驟202，在襯底102上依次形成柵氧化層104、多晶硅層106和第一氧化層108；步驟204，依次對第一氧化層108和多晶硅層106進行圖形化刻蝕至柵氧化層104為止，以形成注入窗口；步驟206，在注入窗口對應(yīng)的襯底102依次形成體區(qū)110和源區(qū)112；步驟208，在形成源區(qū)112的襯底102上依次形成氮化硅層118和第二氧化層114；步驟210，采用干法刻蝕工藝對第二氧化層114進行反刻處理至暴露出氮化硅層118為止；步驟212，對暴露出的氮化硅層118進行濕法刻蝕處理，以形成包括氮化硅層118和第二氧化層114的側(cè)墻結(jié)構(gòu)；步驟214，以第一氧化層108和側(cè)墻結(jié)構(gòu)為掩蔽，依次對源區(qū)112和體區(qū)110進行刻蝕，以形成金屬接觸孔；步驟216，采用金屬濺射工藝在形成金屬接觸孔的襯底102上形成金屬電極116，以完成場效應(yīng)晶體管的制備。

在該技術(shù)方案中，通過在二氧化硅側(cè)墻外側(cè)生成一層未經(jīng)過干法刻蝕的氮化硅層118，增加了側(cè)墻的厚度和絕緣性，進而提升了側(cè)墻的隔離效果，降低了柵極和源極之間的漏電流，提升了器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在襯底102上依次形成柵氧化層104、多晶硅層106和第一氧化層108，具體包括以下步驟：采用溫度范圍為900℃至1000℃的熱氧化工藝在襯底102上形成柵氧化層104。

在該技術(shù)方案中，通過溫度范圍為900℃至1000℃的熱氧化工藝在襯底102上形成柵氧化層104，一方面，降低了襯底102的熱應(yīng)力，另一方面，提升了柵氧化層104的致密性，提升了器件可靠性。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在襯底102上依次形成柵氧化層104、多晶硅層106和第一氧化層108，具體還包括以下步驟：采用溫度范圍為500℃至700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層106。

在該技術(shù)方案中，通過采用溫度范圍為500℃至700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層106，形成了可靠高且低應(yīng)力的多晶硅層106，以作為場效應(yīng)晶體管的柵極，進一步地提升了器件的可靠性。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在襯底102上依次形成柵氧化層104、多晶硅層106和第一氧化層108，具體還包括以下步驟：采用溫度范圍為900℃至1100℃的熱氧化工藝形成第一氧化層108。

在該技術(shù)方案中，通過采用溫度范圍為900℃至1100℃的熱氧化工藝 形成第一氧化層108，形成了致密的第一氧化層108，進而提高了刻蝕硅柵過程的可靠性。具體地，由于第一氧化層108和多晶硅層106的刻蝕比大，一般為1:500以上，也即，即使刻蝕硅柵時第一氧化層108上的光刻膠被刻蝕光，也不會對第一氧化層108減薄，工藝可靠性高且穩(wěn)定。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在注入窗口對應(yīng)的襯底102依次形成體區(qū)110和源區(qū)112，具體包括以下步驟：p型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e13/cm²至1.0e15/cm²，注入能量范圍80kev至120kev，在注入窗口中形成p型體區(qū)110。

在該技術(shù)方案中，通過在注入窗口形成體區(qū)110和源區(qū)112，形成了場效應(yīng)晶體管的功能層，工藝簡單且生產(chǎn)成本低，利于大規(guī)模推廣生產(chǎn)。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在注入窗口對應(yīng)的襯底102依次形成體區(qū)110和源區(qū)112，具體還包括以下步驟：以溫度范圍為900℃至1200℃，時間范圍為60分鐘至180分鐘的退火工藝對p型體區(qū)110進行驅(qū)入處理。

在該技術(shù)方案中，通過對p型體區(qū)110進行驅(qū)入處理，激活了p型體區(qū)110的化學(xué)鍵，從而實現(xiàn)了場效應(yīng)晶體管的電學(xué)特性，保證了器件可靠地工作。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在注入窗口對應(yīng)的襯底102依次形成體區(qū)110和源區(qū)112，具體還包括以下步驟：n型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e15/cm²至1.0e16/cm²，注入能量范圍100kev至150kev，在注入窗口中形成n型源區(qū)112。

在該技術(shù)方案中，通過設(shè)定n型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e15/cm²至1.0e16/cm²，注入能量范圍100kev至150kev，在注入窗口中形成n型源區(qū)112，形成了場效應(yīng)晶體管的功能層，工藝簡單且生產(chǎn)成本低，利于大規(guī)模推廣生產(chǎn)。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在形成源區(qū)112的襯底102上依次形成氮化硅層118和第二氧化層114，具體包括以下步驟：采用溫度范圍為600℃至1000℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成氮化硅層118。

在該技術(shù)方案中，通過形成氮化硅層118，加厚了側(cè)墻結(jié)構(gòu)，從而增強了柵極和源區(qū)112(即源極)之間的電學(xué)隔離，工藝改進成本低且兼容性高，利于場效應(yīng)晶體管的批量生產(chǎn)和推廣。

在上述任一項技術(shù)方案中，優(yōu)選地，對暴露出的氮化硅層118進行濕法刻蝕處理，以形成包括氮化硅層118和第二氧化層114的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，具體包括以下步驟：采用加熱至100℃至200℃的磷酸溶液對暴露出的氮化硅層118進行濕法刻蝕處理，以形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)。

在該技術(shù)方案中，通過采用加熱至100℃至200℃的磷酸溶液對暴露出的氮化硅層118進行濕法刻蝕處理，以形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)，降低了氮化硅層118造成的應(yīng)力影響，進而提升了器件可靠性，降低了器件的柵漏電流。

下面結(jié)合圖3至圖14對本發(fā)明的制作方法進行進一步說明。

如圖3所示，在生長溫度為900℃至1000℃的條件下，在襯底102上形成厚度范圍為0.01um至0.02um的柵氧化層104。

如圖4所示，采用溫度范圍為500℃至700℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成多晶硅層106，厚度范圍為0.01um至0.02um。

如圖5所示，采用溫度范圍為900℃至1100℃的熱氧化工藝形成第一氧化層108，厚度范圍為0.2um至1.0um。

如圖6所示，通過光刻將需要刻蝕的區(qū)域顯露出來，然后通過干法刻蝕，去除不需要的第一氧化層108和多晶硅層106。

如圖7所示，p型摻雜的離子的注入劑量范圍為1.0e13/cm²至1.0e15/cm²，注入能量范圍80kev至120kev，在注入窗口中形成所述p型體區(qū)110，以溫度范圍為900℃至1200℃，時間范圍為60分鐘至180分鐘的退火工藝對所述p型體區(qū)進行驅(qū)入處理，其中，p型摻雜的離子為硼離子等。

如圖8所示，以注入劑量范圍為1.0e15/cm²至1.0e16/cm²，注入能量范圍100kev至150kev，在注入窗口注入n型摻雜的離子形成n型源區(qū)112，n型摻雜的離子為氮離子或磷離子等。

如圖9所示，采用溫度范圍600℃至1000℃的化學(xué)氣相淀積工藝形成氮化硅層118。

如圖10所示，采用化學(xué)氣相淀積工藝生成第二氧化層114，厚度范圍0.1um至1.0um。

如圖11所示，采用干法刻蝕的工藝，刻蝕第二氧化層114形成外側(cè)墻。

如圖12所示，采用加熱至100℃至200℃的磷酸溶液對暴露出的氮化 硅層118進行濕法刻蝕處理，以形成外側(cè)墻。

如圖13所示，采用干法刻蝕工藝，將n+源區(qū)112刻蝕穿透到p-體區(qū)110。

如圖14所示，采用濺射工藝生成金屬層，金屬層可以包括鋁、金、鎢或銅合金，厚度范圍為1um至5um，然后通過涂膠、曝光、顯影等工藝，對金屬層進行圖形化刻蝕。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)，包括：襯底102、柵氧化層104、多晶硅層106、第一氧化層108、p-體區(qū)110、n+源區(qū)112、第二氧化層114、金屬層116以及氮化硅層118，通過在第二氧化層114側(cè)墻外側(cè)生成一層未經(jīng)過干法刻蝕的氮化硅層118，增加了側(cè)墻的厚度和絕緣性，進而提升了側(cè)墻的隔離效果，降低了柵極和源極之間的漏電流，提升了器件可靠性。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)方案，考慮到相關(guān)技術(shù)中降低柵極與源極之間的漏電流的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新的場效應(yīng)晶體管的制備方案，通過在二氧化硅側(cè)墻外側(cè)生成一層未經(jīng)過干法刻蝕的氮化硅層，增加了側(cè)墻的厚度和絕緣性，進而提升了側(cè)墻的隔離效果，降低了柵極和源極之間的漏電流，提升了器件可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。