[發(fā)明專利]基于22nm工藝的抗輻照FDSOI場效應(yīng)管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110907056.5
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113644115B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉紅俠;范曉洋;王樹龍;陳樹鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;陳媛

1.一種基于22nm工藝的抗輻照FDSOI場效應(yīng)管的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)選取兩塊尺寸相同的硅片，利用干氧工藝在第一硅片上生長第一厚度的埋氧層(3)；

2)對氧化處理后的第一硅片進行氫或者氦離子注入，使得在硅片內(nèi)部形成一氣泡層，將第一硅片含有氣泡層的一側(cè)和第二硅片進行鍵合和熱處理制備出FDSOI襯底；

3)通過濕法刻蝕去除FDSOI襯底上的單晶硅，對去除單晶硅后的FDSOI襯底進行P型摻雜制備P型襯底層(1)；

4)在埋氧層(3)上通過淀積的方法生長Si₃N₄犧牲層(18)；

5)通過外延法在所述Si₃N₄犧牲層(18)上生長單晶硅層(4)；

6)在單晶硅層(4)上制備三個淺槽隔離區(qū)，即第一淺槽隔離區(qū)(5)、第二淺槽隔離區(qū)(6)、第三淺槽隔離區(qū)(7)；

7)對P型襯底層(1)進行N型離子注入形成N阱(2)；

8)在單晶硅層(4)上制備Z字型柵氧化層(13)及Z字型虛擬柵：

8a)利用原子沉積ALD工藝在第二淺槽隔離區(qū)(6)、第三淺槽隔離區(qū)(7)中間部分的單晶硅層(4)上沉積高K介質(zhì)材料形成22-28nm的條形柵氧化層，在條形柵的后方至第二淺槽隔離區(qū)(6)的部分和條形柵的前方至第三淺槽隔離區(qū)(7)的部分沉積高K介質(zhì)材料形成22-28nm的兩條水平柵氧化層，該條形柵氧化層與兩條水平柵氧化層組成Z字型柵氧化層(13)；

8b)在Z字型柵氧化層(13)上面沉積蓋帽層，在蓋帽層上面淀積多晶硅形成Z字型虛擬柵；

9)在條形虛擬柵兩側(cè)的單晶硅層(4)上制備輕摻雜源漏區(qū)(16)；

10)在輕摻雜源漏區(qū)(16)上制備氮化硅左側(cè)墻(14)和氮化硅右側(cè)墻(15)；

11)對輕摻雜源漏區(qū)(16)兩側(cè)的單晶硅層(4)外延并進行摻雜，制備源極有源區(qū)(9)，源極抬起(11)和漏極有源區(qū)(10)，漏極抬起(12)；

12)通過濕法刻蝕的方式去除之前沉積的Z字型虛擬柵，在Z字型柵氧化層上沉積金屬鋁形成Z字型金屬柵極(17)，通過退火和化學(xué)機械拋光工藝去除多余的鋁金屬，完成器件制作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于：步驟6)中在單晶硅層(4)上制備三個淺槽隔離區(qū)，實現(xiàn)如下：

6a)對單晶硅層(4)進行P型離子注入形成P型溝道，并采用干氧氧化工藝在其上生長第一SiO₂緩沖層；

6b)在第一SiO₂緩沖層上沉積第一Si₃N₄犧牲層，并在其上涂抹光刻膠；

6c)通過曝光和刻蝕去除掉部分單晶硅層(4)、第一SiO₂緩沖層、第一Si₃N₄保護層和光刻膠，以形成三個場區(qū)隔離槽；

6d)在三個場區(qū)隔離槽內(nèi)分別生長SiO₂材料，以制備第一淺槽隔離區(qū)(5)、第二淺槽隔離區(qū)(6)、第三淺槽隔離區(qū)(7)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于：步驟7)中對P型襯底層(1)進行N型離子注入形成N阱(2)，實現(xiàn)如下：

7a)對P型襯底層(1)進行熱氧化處理，以在P型襯底層(1)的表面形成第二SiO₂緩沖層；

7b)在第二SiO₂緩沖層上生長第二Si₃N₄保護層，在該第二Si₃N₄保護層上旋涂光刻膠，并通過在光刻膠上的注入窗口進行離子注入形成N阱摻雜區(qū)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于：步驟9)中在條形虛擬柵兩側(cè)的單晶硅層(4)上制備輕摻雜的源漏區(qū)(16)，實現(xiàn)如下：

9a)利用干氧工藝在條形虛擬柵表面形成第三SiO₂緩沖層，在第三SiO₂緩沖層上旋涂光刻膠；

9b)通過曝光在條形虛擬柵兩側(cè)的單晶硅層(4)上刻蝕出輕摻雜源漏區(qū)的注入窗口；

9c)在輕摻雜源漏區(qū)的注入窗口進行離子注入，以形成位于條形虛擬柵兩側(cè)的輕摻雜源漏區(qū)(16)，并去除剩余光刻膠。