[發明專利]鰭式場效應晶體管的單擴散區切斷結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202011561970.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112687622A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 周真真
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 張彥敏

本發明涉及鰭式場效應晶體管的單擴散區切斷結構的形成方法，涉及半導體集成電路制造技術，通過在形成單擴散區溝槽之后及采用流體化學氣相沉積工藝生長形成第三層氧化層之前在裸露的襯墊層、第一氧化層、氮化層、第二氧化層及鰭體表面形成一層無定型硅層，而防止后續流體化學氣相沉積工藝的退火工藝阻礙氧化擴散而消耗單擴散區溝槽兩側的鰭體，而不會導致消耗單擴散區溝槽的尺寸過大，而使后續形成的偽柵極結構能全部覆蓋單擴散區溝槽，而利于形成高質量的鰭式晶體管的源漏區的外延層。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造技術，尤其涉及一種鰭式場效應晶體管的單擴散區切斷結構的形成方法。

背景技術

隨著半導體工藝不斷發展，器件的尺寸也不斷縮小，其中鰭式晶體管結構為了提高器件密度，利用單擴散區切斷(single diffusion break，SDB)結構來形成淺溝槽隔離結構，以節省空間。

如圖1所示，是現有鰭式晶體管的制造方法形成的鰭式晶體管的單擴散區切斷結構的剖面結構示意圖；現有鰭式晶體管的制造方法中需要在鰭體101上形成SDB102來在所述鰭體101上隔離出多個有源區，在SDB工藝中，通常在SDB102頂部形成有偽柵極結構103，在相鄰的兩個SDB102之間也形成有一偽柵極結構103。采用SDB工藝可使形成的器件密度更高，器件面積更小。

然而在現有技術中，如圖1所示，在SDB102形成過程中會使鰭體101消耗過多而導致溝槽的尺寸過大，而使在SDB102頂部形成的偽柵極結構103不能全部覆蓋SDB102，如圖1中的線框105所示，而影響后續形成的鰭式晶體管的源漏區的外延層104，如圖3中的線框106所示，其中圖2所示的為現有鰭式晶體管的制造方法形成的鰭式晶體管結構的剖面結構示意圖，而影響鰭式晶體管的性能。

發明內容

本發明在于提供一種鰭式場效應晶體管的單擴散區切斷結構的形成方法，包括：S1：提供半導體襯底，在半導體襯底上形成多條鰭體，所述多條鰭體并行排列，在所述鰭體的頂部還形成有包括第一氧化層、氮化層和第二氧化層形成的迭加結構；S2：在所述多條鰭體的裸露表面形成襯墊層；S3：形成光刻膠層，并進行光刻工藝，將用于形成單擴散區切斷的區域顯開；S4：進行刻蝕工藝，將顯開的單擴散區切斷的區域下方的第二氧化層、氮化層、第一氧化層和鰭體刻蝕去除，形成單擴散區溝槽，并去除剩余的光刻膠層；S5：形成一層無定型硅層，所述無定型硅層覆蓋裸露的襯墊層、第一氧化層、氮化層、第二氧化層及鰭體；S6：采用流體化學氣相沉積工藝生長形成第三層氧化層，所述第三層氧化層覆蓋所述無定型硅層，并使所述第三層氧化層填充單擴散區溝槽，并進行流體化學氣相沉積工藝的退火工藝，在退火工藝過程中無定型硅層被氧化而形成第四氧化層；以及S7：進行平坦化工藝，平坦化工藝停止在氮化層。

更進一步的，在S3中僅將用于形成單擴散區切斷的區域顯開。

更進一步的，在S5中所述無定型硅層的厚度為7埃米至13埃米之間。

更進一步的，所述無定型硅層的厚度為10埃米。

更進一步的，所述氮化層為SiN。

更進一步的，半導體襯底與多條鰭體的材質相同。

更進一步的，通過對半導體襯底進行光刻刻蝕形成多條鰭體。

更進一步的，采用現場水汽生成形成所述襯墊層。

本發明還提供一種鰭式場效應晶體管的單擴散區切斷結構，包括：半導體襯底，在半導體襯底上形成有多條鰭體，所述多條鰭體并行排列；鰭體內包括多個單擴散區溝槽，多個單擴散區溝槽內填充有氧化物材料；以及偽柵極結構，形成于單擴散區溝槽的頂部，并偽柵極結構全部覆蓋單擴散區溝槽。

更進一步的，在相鄰的兩個單擴散區溝槽之間也形成有一偽柵極結構。

附圖說明