[發明專利]自對準GaAs FinFET結構及其制造方法有效

申請號：	201210183270.1	申請日：	2012-06-05
公開（公告）號：	CN103456638A	公開（公告）日：	2013-12-18
發明（設計）人：	趙猛	申請（專利權）人：	中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
主分類號：	H01L21/336	分類號：	H01L21/336;H01L29/78;H01L29/10
代理公司：	上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237	代理人：	屈蘅;李時云
地址：	201203 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	對準 gaas finfet 結構及其制造方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種自對準GaAs?FinFET結構及其制造方法。

背景技術

MOSFET（金屬氧化半導體場效應晶體管）是大部分半導體器件的主要構件，當溝道長度小于100nm時，傳統的MOSFET中，由于圍繞有源區的半導體襯底的半導體材料使源極和漏極區間互動，漏極與源極的距離也隨之縮短，產生短溝道效應，這樣一來柵極對溝道的控制能力變差，柵極電壓夾斷(pinch?off)溝道的難度也越來越大，如此便使亞閥值漏電（Subthrehhold?leakage）現象更容易發生。

鰭式場效晶體管（Fin?Field?effect?transistor，FinFET）是一種新的金屬氧化半導體場效應晶體管，其結構通常在絕緣體上硅（SOI）基片上形成，包括狹窄而孤立的硅條（即垂直型的溝道結構，也稱鰭片），鰭片兩側帶有柵極結構。FinFET結構使得器件更小，性能更高。

如圖1所示，現有技術中一種FinFET器件的結構，包括：襯底10、源極11、漏極12、鰭形溝道區13、以及圍繞在鰭形溝道區13兩側及上方的導電柵極結構14。其中，所述襯底10為絕緣體上硅（SOI）襯底、絕緣體上硅鍺襯底或體硅襯底，源極11、漏極12與鰭形溝道區13是通過圖案化覆蓋于襯底上的應變硅層以及離子注入工藝獲得，所述鰭形溝道區13通常呈長方體狀，即其與源極11區和漏極12區呈“H”字形。所述鰭形溝道區13的厚度極薄，且其與柵極接觸的三個面均為受控面，受到柵極的控制，可以構造出全耗盡結構，徹底切斷溝道的導電通路。

隨著半導體業界向22nm技術節點挺進，要求制造的FinFET器件具有更小尺寸和更高驅動電流，但是現有技術中這種使用絕緣體上硅襯底、絕緣體上硅鍺襯底或體硅襯底形成具有硅或鍺硅源/漏區以及鰭形溝道區的FinFET器件結構限制了FinFET器件性能的提高，已經不能滿足制造更小尺寸和更高驅動電流的FinFET器件的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自對準GaAs?FinFET結構及其制造方法，增大電子遷移率，提高FinFET器件的驅動電流。

為解決上述問題，本發明提出一種自對準GaAs?FinFET結構的制造方法，包括以下步驟：

提供襯底；

刻蝕所述襯底形成源區、漏區以及位于源區和漏區之間的鰭形溝道區；

形成圍繞在所述鰭形溝道區兩側和上方的虛擬柵極結構；

在所述虛擬柵極結構以及所述襯底表面沉積掩膜層；

平坦化所述掩膜層，以暴露出所述虛擬柵極頂部；

以所述掩膜層為掩膜，去除所述虛擬柵極結構，形成暴露出所述鰭形溝道區的開口；

以所述掩膜層為掩膜，向所述開口底部的鰭形溝道區中進行Ga、As離子注入，形成鰭形GaAs溝道區；

以所述掩膜層為掩膜，形成圍繞在所述鰭形GaAs溝道區兩側和上方的柵極堆疊結構。

進一步的，所述襯底為絕緣體上硅襯底、絕緣體上硅鍺襯底或體硅襯底。