[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制作方法、半導(dǎo)體器件及電子裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810229806.6
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN110310893A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法、半導(dǎo)體器件及電子裝置，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟a)，提供半導(dǎo)體襯底；步驟b)，在所述半導(dǎo)體襯底上形成鰭式結(jié)構(gòu)；步驟c)，在所述鰭式結(jié)構(gòu)上形成橫跨所述鰭式結(jié)構(gòu)的虛擬柵極；步驟d)，刻蝕所述鰭式結(jié)構(gòu)的位于所述虛擬柵極兩側(cè)的部分至所述半導(dǎo)體襯底的頂表面；步驟e)，在所述頂表面上沉積底部隔離層；步驟f)，在所述底部隔離層上外延生長源區(qū)和漏區(qū)。本發(fā)明形成平面式的環(huán)繞式柵極金屬氧化物半導(dǎo)體(GAA MOS)是3端結(jié)構(gòu)，源區(qū)和漏區(qū)與體硅襯底完全隔離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種環(huán)繞式柵極互補金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制作方法。

背景技術(shù)

MOS晶體管是現(xiàn)代集成電路中最重要的元件之一。MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)半導(dǎo)體襯底內(nèi)的漏區(qū)。MOS晶體管通過在柵極施加電壓，調(diào)節(jié)通過柵極結(jié)構(gòu)底部溝道的電流來產(chǎn)生開關(guān)信號。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的平面式的MOS晶體管對溝道電流的控制能力變?nèi)?，造成?yán)重的漏電流。鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin FET)是一種新興的多柵器件，它一般包括凸出于半導(dǎo)體襯底表面的鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部表面和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)，位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的鰭部內(nèi)的源區(qū)和位于柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的鰭部內(nèi)的漏區(qū)。

通過在鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法中增加以下兩個工藝步驟，就可以形成環(huán)繞式柵極互補金屬氧化物半導(dǎo)體。由此，環(huán)繞式柵極納米線金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFETs)是鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)的一種可能的擴展。上述的兩個工藝步驟為：步驟a)，在半導(dǎo)體襯底上形成硅鍺/硅鰭式結(jié)構(gòu)，其中，鰭式結(jié)構(gòu)可以包括相互之間堆迭設(shè)置的多個硅鍺層和硅層，例如，依次堆迭的硅鍺層、硅層、鍺硅層、硅層、鍺硅層……。步驟b)，在置換金屬柵工藝步驟中，選擇性的去除硅鍺層，然后，在去除的硅鍺層和虛擬柵極的位置形成高K金屬柵，這樣，高K金屬柵就環(huán)繞硅層，從而形成環(huán)繞式柵極金屬氧化物半導(dǎo)體。

但是目前的平面式的環(huán)繞式柵極金屬氧化物半導(dǎo)體(GAA MOS)仍然存在底部寄生金屬氧化物半導(dǎo)體的問題。

因此，有必要提供一種新的制作方法，以至少部分地解決目前所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，一方面，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a)，提供半導(dǎo)體襯底；

步驟b)，在所述半導(dǎo)體襯底上形成鰭式結(jié)構(gòu)；

步驟c)，在所述鰭式結(jié)構(gòu)上形成橫跨所述鰭式結(jié)構(gòu)的虛擬柵極；

步驟d)，刻蝕所述鰭式結(jié)構(gòu)的位于所述虛擬柵極兩側(cè)的部分至所述半導(dǎo)體襯底的頂表面；

步驟e)，在所述頂表面上沉積底部隔離層；

步驟f)，在所述底部隔離層上外延生長源區(qū)和漏區(qū)。

在本發(fā)明的一個示例中，在所述步驟f)之后，還包括以下步驟：

步驟g)，在所述虛擬柵極之間沉積層間介質(zhì)，并研磨所述層間介質(zhì)；

步驟h)，去除所述虛擬柵極和所述虛擬柵極下方的部分所述鰭式結(jié)構(gòu)；

步驟i)，在去除的所述虛擬柵極和所述虛擬柵極下方的部分所述鰭式結(jié)構(gòu)的位置形成高K金屬柵，所述高K金屬柵環(huán)繞所述鰭式結(jié)構(gòu)的未被去除的部分，以形成環(huán)繞式柵極結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個示例中，所述鰭式結(jié)構(gòu)包括多個堆迭的材料層。

在本發(fā)明的一個示例中，所述多個堆迭的材料層包括硅鍺層和/或硅層。