[发明专利]一种制作半导体器件的方法

说明书

本发明涉及一种制作半导体器件的方法，根据本发明的制作方法提出了一种新的阱隔离和沟道停止注入的方法，在实施阱隔离和沟道停止注入时位于鳍片顶部的硬掩膜层阻止该注入，掺杂剂将不会注入到鳍片中，这样将减少对鳍片的损伤和减少掺杂剂注入到鳍片中。同时，该方法还能提高载流子的迁移率以及较薄的鳍片结构有助于下一代小尺寸的FinFET半导体器件的制作。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体地，本发明涉及一种制作FinTFET半导体器件的方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，集成电路性能的提高主要是通过不断缩小集成电路器件的尺寸以提高它的速度来实现的。目前，由于在追求高器件密度、高性能和低成本中半导体工业已经进步到纳米技术工艺节点，半导体器件的制备收到各种物理极限的限制。

随着CMOS器件的不断缩小来自制造和设计方面的挑战促使三维设计如鳍片场效应晶体管(FinFET)的发展。相对于现有的平面晶体管，所述FinFET器件在沟道控制以及降低浅沟道效应(SCE)等方面具有更加优越的性能，FinFET器件能有效抑制短沟道效应并且具有较高的载流子迁移率，其中由于较低的沟道掺杂使得FinFET器件的载流子迁移率高；平面栅极结构设置于所述沟道上方，而在FinFET中所述栅极环绕所述鳍片设置，因此能从三个面来控制静电，在静电控制方面的性能也更突出。但是由于器件尺寸的缩小，引起鳍片场效应晶体管(FinFET)具有较高的沟道掺杂，较高的沟道掺杂将降低载流子的迁移率和损伤鳍片(Fin)，因此，鳍片场效应晶体管需要低沟道掺杂。

其中，在鳍片场效应晶体管实施注入工艺时，阱隔离(well isolation)和沟道停止注入(channel stop implant)是提高载流子迁移率和减少鳍片损伤的重要影响因素。目前实施鳍片阱隔离和沟道停止注入有两种方法，一种方法是在形成鳍片之前实施阱隔离和沟道停止注入；另一种方法是形成鳍片之后实施阱隔离和沟道停止注入。但是，上述两种方法都会引起鳍片的损伤和降低载流子的迁移率。如何执行阱隔离和沟道停止注入，是否缩小鳍片尺寸以及采用哪种方式来缩小鳍片的尺寸，是目前需要解决的问题。

因此，需要一种新的制作FinTFET半导体器件的方法，以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了有效解决上述问题，本发明提出了一种制作半导体器件的方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成硬掩膜层；图案化所述硬掩膜层和所述半导体衬底，以形成第一鳍片结构；执行第一氧化工艺氧化露出的所述第一鳍片结构，以在所述第一鳍片结构的两侧形成氧化层；去除所述氧化层，以形成第二鳍片结构；对未被所述硬掩膜层遮盖的区域执行阱注入工艺；在所述半导体衬底上形成隔离材料层以及填充所述第二鳍片结构之间的凹槽；回刻蚀去除部分的所述隔离材料层；对所述隔离材料层执行沟道停止注入工艺。

优选地，还包括在形成所述第二鳍片结构之后执行第二氧化工艺的步骤。

优选地，所述第二氧化工艺用于修复所述第二鳍片结构和使所述第二鳍片结构的表面变光滑。

优选地，还包括在执行所述阱注入工艺之后执行第一退火工艺的步骤。

优选地，还包括在执行所述沟道停止注入工艺之后执行第二退火工艺的步骤。

优选地，所述第二鳍片结构的宽度小于所述第一鳍片结构的宽度。

优选地，所述隔离材料层的材料为氧化物。