[發(fā)明專利]制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310697719.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103681355A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃如;樊捷聞;黎明;楊遠(yuǎn)程;宣浩然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 蘇愛華

1.一種制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)通過(guò)隔離技術(shù)，以第一半導(dǎo)體材料為襯底，在其上形成器件的有源區(qū)；

2)在襯底上依次淀積柵介質(zhì)層和柵材料層，采用前柵工藝或后柵工藝形成器件的柵疊層結(jié)構(gòu)，其中采用前柵工藝形成的柵疊層結(jié)構(gòu)為真柵，采用后柵工藝形成的柵疊層結(jié)構(gòu)為假柵；

3)通過(guò)注入技術(shù)形成源漏延伸區(qū)的摻雜，并在柵疊層兩側(cè)形成寬度為L(zhǎng)1的第一層側(cè)墻；

4)形成U型、Σ型或S型凹陷源漏結(jié)構(gòu)；

5)通過(guò)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積準(zhǔn)SOI源漏隔離層，再通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)平坦化所述準(zhǔn)SOI源漏隔離層，停止在柵材料層上，然后通過(guò)各向異性干法刻蝕回刻或者各向同性濕法腐蝕回漂所述準(zhǔn)SOI源漏隔離層，在凹陷源漏結(jié)構(gòu)的上面形成厚度為H4的準(zhǔn)SOI源漏隔離層，其中所述準(zhǔn)SOI源漏隔離層的材料與第一層側(cè)墻的材料不同；

6)原位摻雜外延第二半導(dǎo)體材料，形成源漏，進(jìn)行退火激活；

7)若步驟2）采用前柵工藝，直接進(jìn)入步驟8）；若采用后柵工藝，則將作為假柵犧牲層的柵疊層結(jié)構(gòu)去掉，重新進(jìn)行高k金屬柵的淀積，具體為首先通過(guò)濕法腐蝕去掉假柵犧牲層，其次通過(guò)原子層淀積重新形成具有高介電常數(shù)的柵介質(zhì)層，然后通過(guò)原子層淀積或者物理氣相淀積物理氣相淀積重新形成柵材料層，最后通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)平坦化柵材料層；

8)形成接觸和金屬互聯(lián)，完成準(zhǔn)SOI源漏硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的制備。

2.如權(quán)利要求1所述制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體材料為四族半導(dǎo)體材料或者三五族半導(dǎo)體材料，其中：所述四族半導(dǎo)體材料為硅、鍺或鍺硅，所述三五族半導(dǎo)體材料為砷化鎵或者砷化銦。

3.如權(quán)利要求1所述制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，所述步驟1）中的隔離技術(shù)為場(chǎng)氧氧化隔離，材料為場(chǎng)氧氧化形成的襯底的氧化物；或者隔離技術(shù)為STI隔離，材料為淺溝槽回填的隔離材料，具體是通過(guò)化學(xué)氣相淀積技術(shù)淀積形成的氧化硅或者氮化硅。

4.如權(quán)利要求1所述制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，在所述步驟2）中的柵疊層結(jié)構(gòu)為真柵則保留到最后；柵疊層結(jié)構(gòu)為假柵則最后作為犧牲層去掉，重新淀積高k金屬柵疊層；所述柵介質(zhì)層的材料是通過(guò)氧化和后續(xù)退火形成的襯底材料的氧化物或氮氧化合物，或者是通過(guò)原子層淀積技術(shù)淀積形成的高介電常數(shù)介質(zhì)材料，或者是襯底材料的氧化物或氮氧化合物與高介電常數(shù)介質(zhì)材料的混合物；所述柵材料層是通過(guò)化學(xué)氣相淀積技術(shù)形成的多晶硅，或者是通過(guò)原子層淀積或物理氣相淀積形成的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料為氮化鈦、氮化鉭、鈦或鋁。

5.如權(quán)利要求1所述的制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，所述步驟3）形成源漏延伸區(qū)的摻雜結(jié)構(gòu)采用的注入技術(shù)為束線離子注入技術(shù)、等離子體摻雜技術(shù)或者單分子層淀積摻雜技術(shù)；所述柵疊層兩側(cè)的第一層側(cè)墻的材料為氮化硅，通過(guò)化學(xué)氣相淀積技術(shù)和各向異性干法刻蝕而形成。

6.如權(quán)利要求1所述的制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，所述步驟4）中的凹陷源漏結(jié)構(gòu)為U型、Σ型或S型凹陷源漏結(jié)構(gòu)，其中：U型凹陷源漏結(jié)構(gòu)是通過(guò)各向異性干法刻蝕襯底材料而形成，刻蝕深度為H1；Σ型凹陷源漏結(jié)構(gòu)是在所述U型凹陷源漏結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繼續(xù)使用TMAH腐蝕液采用各向異性濕法腐蝕襯底，腐蝕深度為H2，H2大于H1而形成；S型凹陷源漏結(jié)構(gòu)是在所述U型凹陷源漏結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先通過(guò)化學(xué)氣相淀積技術(shù)和各向異性干法刻蝕形成寬度為L(zhǎng)2的第二層側(cè)墻，第二層側(cè)墻的材料與第一層側(cè)墻的材料不同且其對(duì)第一半導(dǎo)體材料具有1:5以上的各向異性干法刻蝕選擇比，其次通過(guò)各向同性干法刻蝕襯底，縱向刻蝕深度為H3，橫向刻蝕寬度為L(zhǎng)3，L3大于L2而形成，同時(shí)通過(guò)各向同性濕法腐蝕去掉第二層側(cè)墻。

7.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求6所述的制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，所述U型凹陷源漏結(jié)構(gòu)的刻蝕深度為H1，Σ型凹陷源漏結(jié)構(gòu)的刻蝕深度為H1+H2，S型凹陷源漏結(jié)構(gòu)的刻蝕深度為H1+H3，所述準(zhǔn)SOI源漏隔離層高度H4均小于凹陷源漏結(jié)構(gòu)的刻蝕深度，使得凹陷源漏延伸區(qū)預(yù)留有窗口。

8.如權(quán)利要求1所述的制備準(zhǔn)SOI源漏場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的方法，其特征在于，所述步驟5）中準(zhǔn)SOI源漏隔離層的材料是氧化硅或氧化鋁。