[發明專利]鰭上外延溝道、鰭式場效應晶體管的制造方法

有效

• 申請號: 201410681972.1
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN105702579B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 秦長亮;殷華湘;李俊峰;趙超
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 黨麗;吳蘭柱

本發明公開了一種鰭式場效應晶體管鰭的制造方法，包括：提供襯底，襯底中形成有相互隔離的鰭；進行鰭外延前的前烘，以去除鰭上的自然氧化層，并在前烘的腔室中對鰭進行回流；在鰭上生長外延層。本發明中，回流后使得鰭的高度降低，溝道區原有的摻雜殘留會下移至鰭的下部，重新生長的外延層作為部分或新的溝道，具有更好的器件特性。

技術領域

本發明屬于半導體制造領域，尤其涉及一種鰭式場效應晶體管、鰭上外延溝道的制造方法。

背景技術

隨著半導體器件的高度集成，平面的MOSFET器件的短溝道效應愈發顯著，惡化了器件的性能。

目前，為了解決短溝道效應的問題，提出了鰭式場效應晶體管(Fin-FET)的立體器件結構，Fin-FET是具有鰭型溝道結構的晶體管，它利用薄鰭的幾個表面作為溝道，從而可以防止傳統晶體管中的短溝道效應，同時可以增大工作電流。

在Fin-FET器件制造工藝中，由于PTSL(Punch Though Stop Layer，穿通停止層)等在溝道區的摻雜，使得溝道區殘留不需要的雜質，增加溝道區的散射，影響器件的性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種鰭式場效應晶體管、鰭上外延溝道的制造方法，提高源漏區的應力作用。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種鰭上外延溝道的制造方法，包括步驟：

提供襯底，襯底中形成有相互隔離的鰭；

進行離子注入，以形成穿通停止層；

進行鰭外延前的前烘，以去除鰭上的自然氧化層，并在前烘的腔室中對鰭進行回流，使鰭的高度降低，溝道區原有的摻雜殘留下移至鰭的下部；

在鰭上生長外延層；

前烘是指通過腔室中的氣體與鰭上的自然氧化層反應生成化合物，化合物在氣化后從鰭表面分離；

回流是指改變腔室中氣體壓強和/或溫度，使鰭的高度降低，鰭的原子重新排列。

可選的，述外延層的遷移率大于鰭的遷移率。

可選的，所述襯底為SOI或GOI襯底。

可選的，前烘的氣體為H₂、或者H₂與HCl、NH₄F或GeH₄的混合氣體、或者HF與N₂的混合氣體。

可選的，去除自然氧化層時，腔室內氣體的壓強為20-2000托，腔體的溫度為450-1150℃。

可選的，對鰭進行回流時，腔室內氣體的壓強為50毫托-200托，腔體的溫度為450-1150℃。

可選的，去除自然氧化層時，腔室內氣體的壓強為250-1000托，腔體的溫度為700-850℃。

可選的，對鰭進行回流時，腔室內氣體的壓強為1-100托，腔體的溫度為700-850℃。

可選的，外延層的厚度范圍為1-100nm。

可選的，外延層的厚度范圍為5-40nm。

此外，本發明還提供了一種鰭式場效應晶體管的制造方法，利用上述任一制造方法形成鰭上外延溝道。

本發明實施例的鰭式場效應晶體管、鰭上外延溝道的制造方法，對整條鰭進行前烘，并在前烘的腔室中對鰭進行回流，而后，進行鰭的外延，回流后使得鰭的高度降低，溝道區原有的摻雜殘留會下移至鰭的下部，重新生長的外延層作為部分或新的溝道，具有更好的器件特性。同時，回流后鰭的原子重新排列，降低了鰭中的缺陷，從而提高了后續外延層的質量。