[發明專利]一種全耗盡SOI結構的制作方法

有效

• 申請號: 201711093461.8
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107887276B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 鮑宇
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 31272 上海申新律師事務所
• 代理人: 嚴羅一<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：提供一半導體襯底，在所述半導體襯底的頂面設置有一埋氧層；在所述埋氧層的頂面上形成一半導體材料層，并對所述半導體材料層進行圖形化；

S2：在圖形化后的半導體材料層的頂面和兩側面上形成一溝道材料層，以形成一第一復合結構；

S3：去除第一復合結構中的半導體材料層，使得保留的溝道材料層與所述埋氧層圍成一第一空腔；

S4：在所述保留的溝道材料層的頂面和兩側面上以及所述埋氧層的頂面上形成一第一高k介電材料層，并在所述第一空腔的內壁上形成一第二高k介電材料層，所述第二高k介電材料層圍成一第二空腔；然后，在所述第一高k介電材料層上形成一第一金屬背柵材料層，并填充所述第二空腔以形成一第二金屬背柵材料層；

S5：去除所述第一高k介電材料層和所述第一金屬背柵材料層；

S6：依次對溝道材料層、所述第二高k介電材料層進行圖形化，以在俯視圖中于圖形化后的溝道材料層和圖形化后的第二高k介電材料層的兩端各暴露出一段第二金屬背柵材料層，以形成第二復合結構；

S7：在所述第二復合結構的表面覆蓋一氧化層，然后，減薄所述氧化層，以使減薄后的所述氧化層的頂面與所述第二復合結構中的溝道材料層的頂面齊平，以使所述溝道材料層兩側的所述氧化層形成淺溝槽隔離結構；

S8：繼續完成剩余的柵極制備工藝、源漏極制備工藝，以進一步形成全耗盡SOI結構。

2.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S1中，所述半導體材料層的材質為Si。

3.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S2中，所述溝道材料層的材質選自以下任一種：SiGe，SiC，Si。

4.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S2中，所述溝道材料層的厚度≤100nm。

5.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S2中，所述溝道材料層通過外延生長形成。

6.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S3中，采用濕法刻蝕去除所述第一復合結構中的半導體材料層。

7.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S4中，采用原子層沉積方法分別形成所述第一高k介電材料層、所述第二高k介電材料層、所述第一金屬背柵材料層和所述第二金屬背柵材料層。

8.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S5中，采用濕法刻蝕去除所述第一高k介電材料層和所述第一金屬背柵材料層。

9.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S6中，暴露出的每一段所述第二金屬背柵材料層的長度＞20nm。

10.根據權利要求1所述的全耗盡SOI結構的制作方法，其特征在于，在所述S7中，采用化學機械拋光方法減薄所述氧化層，所述氧化層的材質為氧化硅。