鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件的高度集成，MOSFET溝道長(zhǎng)度不斷縮短，一系列在MOSFET長(zhǎng)溝道模型中可以忽略的效應(yīng)變得愈發(fā)顯著，甚至成為影響器件性能的主導(dǎo)因素，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為短溝道效應(yīng)。短溝道效應(yīng)會(huì)惡化器件的電學(xué)性能，如造成柵極閾值電壓下降、功耗增加以及信噪比下降等問題。
[0003]目前，為了解決短溝道效應(yīng)的問題，提出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin-FET)的立體器件結(jié)構(gòu)，F(xiàn)in-FET是具有鰭型溝道結(jié)構(gòu)的晶體管，它利用薄鰭的幾個(gè)表面作為溝道，從而可以防止傳統(tǒng)晶體管中的短溝道效應(yīng)，同時(shí)可以增大工作電流。
[0004]在Fin-FET的制造工藝中，首先，在形成鰭并在鰭上形成柵電極；而后，在鰭的兩端進(jìn)行大角度離子注入，以形成輕摻雜區(qū)(LDD, Lightly Doped Drain);接著,通過選擇性外延在鰭的兩端上形成源漏區(qū)。在此過程中，LDD注入后，鰭的表面特別是尖端處有損傷，不利于后續(xù)高質(zhì)量低缺陷的外延源漏的生長(zhǎng)，同時(shí)，該LDD區(qū)域在后續(xù)的選擇性外延中，將經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的高溫，導(dǎo)致結(jié)深嚴(yán)重?cái)U(kuò)散，梯度較緩，不利于器件的短溝道效應(yīng)的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，包括:
[0008]提供襯底，所述襯底上形成有鰭，鰭之間形成有隔離；
[0009]在鰭上形成柵極；
[0010]去除柵極兩端的部分厚度的鰭，以形成下沉區(qū)；
[0011]進(jìn)行選擇性外延生長(zhǎng)及原位摻雜，以在下沉區(qū)表面上形成具有第一摻雜類型的第一摻雜層，以及填充下沉區(qū)的具有第二摻雜類型的源漏延伸區(qū)。
[0012]可選的，所述鰭形成在體硅襯底中，形成隔離的步驟包括:進(jìn)行隔離材料的淀積；進(jìn)行平坦化；去除部分厚度的隔離材料，以形成隔離。
[0013]可選的，在進(jìn)行平坦化與去除部分厚度的隔離材料之間，還包括步驟:進(jìn)行離子注入，以在鰭中形成穿通停止層。
[0014]可選的，還包括步驟:通過選擇性外延在源漏延伸區(qū)上形成源漏區(qū)。
[0015]可選的，所述源漏區(qū)上形成有接觸刻蝕停止層。
[0016]可選的，所述下沉區(qū)的底部高于隔離。
[0017]此外，還提供了上述方法形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括:
[0018]襯底；
[0019]襯底上的鰭；
[0020]鰭之間的隔離；
[0021]鰭上的柵極；
[0022]柵極兩端的鰭具有下沉區(qū)，下沉區(qū)表面上形成有具有第一摻雜類型的第一摻雜層，以及填充下沉區(qū)的具有第二摻雜類型的源漏延伸區(qū)。
[0023]可選的，還包括:形成于鰭中的穿通停止層。
[0024]可選的，還包括形成于源漏區(qū)上的接觸刻蝕停止層。
[0025]可選的，所述下沉區(qū)的底部高于隔離。
[0026]本發(fā)明的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法，在鰭的兩端形成下沉區(qū)，該下沉區(qū)上先外延原位形成與源漏延伸區(qū)相反摻雜的一摻雜層，而后在形成源漏延伸區(qū)，從而形成前置的反摻雜區(qū)，以產(chǎn)生陡峭的源漏延伸結(jié)區(qū)，控制源漏延伸區(qū)的橫向結(jié)深，進(jìn)而更好的控制器件的短溝道效應(yīng)。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1示出了本發(fā)明的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法的流程圖；
[0029]圖2-圖1lB為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各個(gè)制造過程中的截面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖2-圖11為沿柵長(zhǎng)方向的晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2A-11A為沿鰭延伸方向的晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖6B-11B為沿源漏區(qū)方向的晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0031]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)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0032]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0033]需要說明的是，在本發(fā)明的附圖中，相同序號(hào)的附圖，如圖2和圖2A，圖6和圖6A、圖6B，為同一制造過程中晶體管的不同方向的截面示意圖，其中，圖2-圖11為沿柵長(zhǎng)方向的晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2A-11A為沿鰭延伸方向的晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖6B-11B為沿源漏區(qū)方向的晶體管的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]本發(fā)明提出了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，包括步驟:提供襯底，所述襯底上形成有鰭，鰭之間形成有隔離；在鰭上形成柵極；去除柵極兩端的部分厚度的鰭，以形成下沉區(qū)；進(jìn)行外延生長(zhǎng)及原位摻雜，以在下沉區(qū)表面上形成具有第一摻雜類型的第一摻雜層，以及填充下沉區(qū)的具有第二摻雜類型的源漏延伸區(qū)。
[0035]本發(fā)明的制造方法，在形成源漏延伸區(qū)時(shí)，先在鰭的兩端形成下沉區(qū)，該下沉區(qū)上外延原位形成與源漏延伸區(qū)相反摻雜的一摻雜層，而后再形成源漏延伸區(qū)，從而形成前置的反摻雜區(qū)，以產(chǎn)生陡峭的源漏延伸結(jié)區(qū)，控制源漏延伸區(qū)的橫向結(jié)深，進(jìn)而更好的控制器件的短溝道效應(yīng)。該方法可以應(yīng)用在前柵或后柵工藝中。
[0036]為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)效果，以下將結(jié)合制造方法的流程示意圖圖1對(duì)具體的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0037]在步驟S01，提供襯底100，所述襯底上形成有鰭102，鰭之間形成有隔離110，參考圖5和圖5A所示。
[0038]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述襯底為半導(dǎo)體襯底，可以為Si襯底、Ge襯底、SiGe襯底、SOI (絕緣體上娃,Silicon On Insulator)或 GOI (絕緣體上錯(cuò),Germanium On Insulator)等。在其他實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底還可以為包括其他元素半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體的襯底，例如GaAs、InP或SiC等,還可以為疊層結(jié)構(gòu),例如Si/SiGe等,還可以其他外延結(jié)構(gòu),例如SGOI (絕緣體上鍺硅)等。
[0039]在本實(shí)施例中，所述襯底100為體硅襯底。
[0040]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，可以通過如下步驟來提供鰭102及隔離110。
[0041]首先，在體硅的襯底100上形成氮化硅的第一硬掩膜104 ;而后，采用刻蝕技術(shù)，例如RIE (反應(yīng)離子刻蝕)的方法，刻蝕襯底100來形成鰭102，從而形成了襯底100上的鰭102，如圖2和圖2A所示。
[0042]接著，進(jìn)行填充二氧化硅的隔離材料106，如圖3和圖3A所示；并進(jìn)行平坦化工藝，如進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平坦化，直至暴露出第一硬掩膜104，如圖4和圖4A所示；在此時(shí)，可以進(jìn)行離子注入，由第一硬掩膜104保護(hù)鰭，在鰭102中形成穿通停止層108的摻雜區(qū)，該摻雜區(qū)位于鰭溝道的下方，用于防止鰭溝道的穿通。
[0043]而后，可以使用濕法腐蝕，如高溫磷酸去除氮化硅的第一硬掩膜104，使用氫氟酸腐蝕去除一定厚度的隔離材料，保留部分的隔離材料在鰭102之間，從而形成了隔離110，如圖5和圖5A所示。
[0044]在步驟S02，在鰭上形成柵極114，參考圖6、圖6A和6B所示。
[0045]在本發(fā)明中，該柵極114可以為前柵工藝中的柵極，也可以為后柵工藝中的偽柵極。在本實(shí)施例中，為后柵工藝中的偽柵極。
[0046]具體的，首先分別淀積柵介質(zhì)材料、偽柵介質(zhì)材料以及第二硬掩膜材料，柵介質(zhì)材料可以為熱氧化層或高k介質(zhì)材料等，在本實(shí)施例中可以為