[發(fā)明專利]基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711371491.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108010849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市晶特智造科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44419
• 代理人: 曹明蘭

本發(fā)明提供了一種基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法，包括：在硅襯底表面形成絕緣層，其中所述絕緣層覆蓋鰭部結(jié)構(gòu)；對(duì)所述絕緣層進(jìn)行減薄，以使所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體露出所述絕緣層；在所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體表面形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體表面并且覆蓋所述絕緣層；對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行刻蝕，以去除所述絕緣層表面的氮化硅；對(duì)所述絕緣層進(jìn)行刻蝕，以去除所述氮化硅層下方的絕緣層并使所述鰭部結(jié)構(gòu)與所述絕緣層交界的部分暴露出來(lái)；對(duì)所述鰭部結(jié)構(gòu)與所述絕緣層交界的部分進(jìn)行刻蝕，以在所述鰭部結(jié)構(gòu)形成懸空的溝道區(qū)域；在所述鰭部結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)域表面形成柵氧化層。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法。

【背景技術(shù)】

鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)是一種具有鰭型溝道結(jié)構(gòu)的三維場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，硅襯底表面覆蓋有氧化層(Oxide)，而鰭部(Fin)垂直地形成在硅襯底表面，并且，鰭部底部會(huì)嵌入到氧化層內(nèi)部。其中，鰭部作為溝道，柵極(Gate)通過(guò)覆蓋在鰭部表面來(lái)控制溝道。

由于柵極是形成在氧化層上方的，因此嵌入到氧化層的鰭部底部實(shí)際上受到柵極的控制會(huì)比較弱，因此在此區(qū)域容易造成源漏間漏電等問(wèn)題。基于上述問(wèn)題，業(yè)界的常規(guī)做法是采用SOI(Silicon on Insulator，絕緣體上硅)材料制作三維場(chǎng)效應(yīng)管，SOI基底包括背襯底(Si)、形成在所述背襯底表面的絕緣氧化埋層(Buried Oxide，BOX)以及形成在所述絕緣氧化埋層表面的頂層硅(Si)，其中，三維場(chǎng)效應(yīng)管的鰭部直接制作在頂層硅，不存在鰭部底部嵌入到氧化層的結(jié)構(gòu)，因此可以避免上述源漏間的漏電問(wèn)題。但是，采用SOI基底作為制作三維場(chǎng)效應(yīng)管的成本比采用硅襯底要高很多。

有鑒于此，有必要提供一種基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的其中一個(gè)目的在于為解決上述問(wèn)題而提供一種基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法。

本發(fā)明提供的基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法，包括：在硅襯底表面形成絕緣層，其中所述絕緣層覆蓋鰭部結(jié)構(gòu)；對(duì)所述絕緣層進(jìn)行減薄，以使所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體露出所述絕緣層；在所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體表面形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體表面并且覆蓋所述絕緣層；對(duì)所述氮化硅層進(jìn)行刻蝕，以去除所述絕緣層表面的氮化硅；對(duì)所述絕緣層進(jìn)行刻蝕，以去除所述氮化硅層下方的絕緣層并使所述鰭部結(jié)構(gòu)與所述絕緣層交界的部分暴露出來(lái)；對(duì)所述鰭部結(jié)構(gòu)與所述絕緣層交界的部分進(jìn)行刻蝕，以在所述鰭部結(jié)構(gòu)形成懸空的溝道區(qū)域；在所述鰭部結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)域表面形成柵氧化層。

作為在本發(fā)明提供的基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法的一種改進(jìn)，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，還包括：在所述柵氧化層表面形成柵極電極層，所述柵極電極層和所述柵氧化層環(huán)繞所述鰭部結(jié)構(gòu)懸空的溝道區(qū)域，形成一個(gè)環(huán)柵結(jié)構(gòu)。

作為在本發(fā)明提供的基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法的一種改進(jìn)，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，還包括：在所述柵氧化層形成之前，去除所述鰭部結(jié)構(gòu)表面覆蓋的氮化硅層。

作為在本發(fā)明提供的基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法的一種改進(jìn)，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，還包括：提供硅襯底，并在所述硅襯底刻蝕出垂直于所述硅襯底表面的鰭部結(jié)構(gòu)，所述鰭部結(jié)構(gòu)定義有所述三維場(chǎng)效應(yīng)管的源區(qū)和漏區(qū)。

作為在本發(fā)明提供的基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法的一種改進(jìn)，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述絕緣層的減薄采用各向同性的刻蝕方式，其中所述絕緣層經(jīng)過(guò)減薄之后，所述鰭部結(jié)構(gòu)的主體會(huì)露出所述絕緣層，而所述鰭部結(jié)構(gòu)的底部嵌入在所述絕緣層之中。

作為在本發(fā)明提供的基于硅襯底的三維場(chǎng)效應(yīng)管的制作方法的一種改進(jìn)，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述絕緣層為二氧化硅層。