鳍式场效应晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括步骤：提供衬底，所述衬底上形成有鳍，鳍之间形成有隔离；在鳍上形成栅极；去除栅极两端的部分厚度的鳍，以在隔离间形成凹陷区；从凹陷区开口端部去除部分隔离，以增大凹陷区的开口宽度；进行选择性外延生长并进行掺杂，以在凹陷区上形成源漏区。本发明专利技术在鳍上的源漏区域形成在隔离间的凹陷区上，且凹陷区具有更大的开口，这样，形成体积更大的源漏区，从而增强源漏区的应力作用，提高器件的载流子迁移率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
随着半导体器件的高度集成，MOSFET沟道长度不断缩短，一系列在MOSFET长沟道模型中可以忽略的效应变得愈发显著，甚至成为影响器件性能的主导因素，这种现象统称为短沟道效应。短沟道效应会恶化器件的电学性能，如造成栅极阈值电压下降、功耗增加以及信噪比下降等问题。目前，为了解决短沟道效应的问题，提出了鳍式场效应晶体管(Fin-FET)的立体器件结构，Fin-FET是具有鳍型沟道结构的晶体管，它利用薄鳍的几个表面作为沟道，从而可以防止传统晶体管中的短沟道效应，同时可以增大工作电流。在对于半导体器件，在半导体器件衬底内的机械应力可以用来调节器件的性能，通过增强源漏区或沟道的应力，来提高载流子的迁移率，提高器件的性能。对于Fin-FET，如何通过应力工程提高器件的载流子迁移率也是研究的热点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种鳍式场效应晶体管的制造方法，以提高器件的载流子迁移率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为:—种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括步骤:提供衬底，所述衬底上形成有鳍，鳍之间形成有隔离；在鳍上形成栅极；去除栅极两端的部分厚度的鳍，以在隔离间形成凹陷区；从凹陷区开口端部去除部分隔离，以增大凹陷区的开口宽度；进行选择性外延生长并进行掺杂，以在凹陷区上形成源漏区。可选的，所述鳍形成在体硅衬底中，形成隔离的步骤包括:进行隔离材料的淀积；进行平坦化；去除部分厚度的隔离材料，以形成隔离。可选的，在进行平坦化与去除部分厚度的隔离材料之间，还包括步骤:进行离子注入，以在鳍中形成穿通停止层。可选的，去除的部分厚度的鳍中形成有穿通停止层。可选的，所述源漏区上形成有接触刻蚀停止层。可选的，形成源漏区的步骤具体包括:在进行选择性外延生长并进行原位掺杂，以在凹陷区上形成源漏区。可选的，在形成凹陷区之前，还包括步骤:形成源漏延伸区。此外，本专利技术还提供了由上述方法形成的鳍式场效应晶体管，包括:衬底；衬底上的鳍；鳍之间的隔离；鳍上的栅极；栅极两端的隔离间具有凹陷区，凹陷区开口的宽度大于凹陷区下鳍的宽度；凹陷区上外延形成的源漏区。可选的，还包括:形成于鳍中的穿通停止层。可选的，还包括形成于源漏区上的接触刻蚀停止层。本专利技术的，在鳍上的源漏区域形成在隔离间的凹陷区上，且凹陷区具有更大的开口，这样，形成体积更大的源漏区，从而增强源漏区的应力作用，提高器件的载流子迁移率。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术的鳍式场效应晶体管的制造方法的流程图；图2-图1lB为根据本专利技术实施例制造鳍式场效应晶体管的各个制造过程中的截面结构示意图，其中，图2-图11为沿栅长方向的晶体管的截面结构示意图，图2A-11A为沿鳍延伸方向的晶体管的截面结构示意图，图6B-11B为沿源漏区方向的晶体管的截面结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。需要说明的是，在本专利技术的附图中，相同序号的附图，如图2和图2A，图6和图6A、图6B，为同一制造过程中晶体管的不同方向的截面示意图，其中，图2-图11为沿栅长方向的晶体管的截面结构示意图，图2A-11A为沿鳍延伸方向的晶体管的截面结构示意图，图6B-11B为沿源漏区方向的晶体管的截面结构示意图。本专利技术提出了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括:提供衬底，所述衬底上形成有鳍，鳍之间形成有隔离；在鳍上形成栅极；去除栅极两端的部分厚度的鳍，以在隔离间形成凹陷区；凹陷区开口端部去除部分隔离，以增大凹陷区的开口 ；进行选择性外延生长并进行掺杂，以在凹陷区上形成源漏区。本专利技术的制造方法，在鳍上的源漏区域形成在隔离间的凹陷区上，且凹陷区具有更大的开口，这样，形成体积更大的源漏区，从而增强源漏区的应力作用，提高器件的载流子迁移率。为了更好的理解本专利技术的技术方案和技术效果，以下将结合制造方法的流程示意图图1对具体的实施例进行详细的描述。在步骤S01，提供衬底100，所述衬底上形成有鳍102，鳍之间形成有隔离110，参考图5和图5A所示。在本专利技术实施例中，所述衬底为半导体衬底，可以为Si衬底、Ge衬底、SiGe衬底、SOI (绝缘体上娃,Silicon On Insulator)或 GOI (绝缘体上错,Germanium On Insulator)等。在其他实施例中，所述半导体衬底还可以为包括其他元素半导体或化合物半导体的衬底，例如GaAs、InP或SiC等,还可以为叠层结构,例如Si/SiGe等,还可以其他外延结构,例如SGOI (绝缘体上锗硅)等。在本实施例中，所述衬底100为体硅衬底。在一个具体的实施例中，可以通过如下步骤来提供鳍102及隔离110。首先，在体硅的衬底100上形成氮化硅的第一硬掩膜104 ;而后，采用刻蚀技术，例如RIE (反应离子刻蚀)的方法，刻蚀衬底100来形成鳍102，从而形成了衬底100上的鳍102，如图2和图2A所示。接着，进行填充二氧化硅的隔离材料106，如图3和图3A所示；并进行平坦化工艺，如进行化学机械平坦化，直至暴露出第一硬掩膜104，如图4和图4A所示；在此时，可以进行离子注入，由第一硬掩膜104保护鳍，在鳍102中形成穿通停止层108的掺杂区，该掺杂区位于鳍沟道的下方，用于防止鳍沟道的穿通。而后，可以使用湿法腐蚀，如高温磷酸去除氮化硅的第一硬掩膜104，使用氢氟酸腐蚀去除一定厚度的隔离材料，保留部分的隔离材料在鳍102之间，从而形成了隔离110，如图5和图5A所示。在步骤S02，在鳍上形成栅极114，参考图6、图6A和6B所示。在本专利技术中，该栅极114可以为前栅工艺中的栅极，也可以为后栅工艺中的伪栅极。在本实施例中，为后栅工艺中的伪栅极。...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括步骤：提供衬底，所述衬底上形成有鳍，鳍之间形成有隔离；在鳍上形成栅极；去除栅极两端的部分厚度的鳍，以在隔离间形成凹陷区；从凹陷区开口端部去除部分隔离，以增大凹陷区的开口宽度；进行选择性外延生长并进行掺杂，以在凹陷区上形成源漏区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷华湘，秦长亮，王桂磊，朱慧珑，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11