[发明专利]一种FDSOI形成方法

说明书

本发明涉及一种FDSOI形成方法，涉及集成电路加工工艺，在硅外延生长前，使用蚀刻机台，通过堆积牺牲层的方式，并加以适当的蚀刻，在表层硅侧面形成一道牺牲层保护层，在硅外延生长的过程中，可以避免外延硅在此生长，从而形成与表层硅平齐的外延硅结构，以增大了集成电路设计和工艺制程窗口。

技术领域

本发明涉及集成电路加工工艺，尤其涉及一种FDSOI形成方法。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，SOI(Silicon-On-Insulator，即绝缘衬底上的硅)结构是一种常用结构，SOI结构是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层，但SOI结构的一个缺点是由于顶层硅和内层埋氧化层的厚度的限制，对ESD未形成有效的保护。整合SOI和基体硅的混合结构，即FDSOI(全耗尽绝缘体上硅)技术，是一个很有效的解决方案。且FDSOI技术，因其高速，极低能耗以及相对温和的成本，已经被证明是极有前景的下一代CMOS之一。近期的一些研究表明结合FDSOI和HKMG技术已经引起了全球范围内的广泛关注，特别是低能耗的特点。而且，FDSOI技术中通过使用背压的方式，可以更好地控制晶体管的阈值电压(Vt)。

然而，目前的FDSOI技术均存在缺陷，减小了集成电路设计和工艺制程窗口。

因此，急需一种FDSOI形成方法，以增大集成电路设计和工艺制程窗口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FDSOI形成方法，以增大集成电路设计和工艺制程窗口。

本发明提供的FDSOI形成方法，包括：S1：提供内层埋氧化层；S2：使用沉积的方式在所述内层埋氧化层的顶层和底层生长一层保护层，其中所述保护层包括位于内层埋氧化层顶层的表层硅和位于内层埋氧化层底层的基地硅；S3：在光刻机中，在部分所述表层硅上旋涂光刻胶，形成光刻胶层，然后进行光刻工艺；S4：进行蚀刻工艺，在蚀刻机中，以所述光刻胶层为掩模层蚀刻掉部分所述表层硅和所述内层埋氧化层，然后进行去除光刻胶工艺；S5：牺牲层堆积工艺，在蚀刻机中堆积牺牲层，堆积的所述牺牲层覆盖所述基地硅的上表面、所述表层硅的上表面以及位于所述基地硅的上表面与所述表层硅的上表面之间的表层硅的侧表面；S6：牺牲层蚀刻工艺，在蚀刻机中，蚀刻掉堆积在所述基地硅的上表面和所述表层硅的上表面的所述牺牲层，保留覆盖在位于所述基地硅的上表面与所述表层硅的上表面之间的表层硅的侧表面的所述牺牲层，形成牺牲侧墙层；以及S7：硅外延生长工艺，使用硅外延生长的方式，在所述基地硅的上表面生长外延硅。

更进一步的，所述表层硅和所述基地硅位于所述内层埋氧化层的两相对侧。

更进一步的，所述保护层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。

更进一步的，S4中所述去除光刻胶工艺为采用蚀刻气体，在蚀刻压强处在10-500mT之间下进行；蚀刻气体为氢气、氧气、氮气、二氧化碳或六氟化硫(SF6)。

更进一步的，所述基地硅和所述表层硅的上表面为所述基地硅和所述表层硅远离所述基地硅的一侧的表面。

更进一步的，堆积有牺牲层的表层硅的所述侧表面为所述表层硅的位于所述表层硅的上表面与所述基地硅的上表面之间的表层硅的侧表面。

更进一步的，S5中所述牺牲层堆积工艺，在蚀刻压强处在10-500mT之间下进行；所述牺牲层堆积过程中的蚀刻气体为四氟化碳(CF4)、O2、氩气(Ar)、H2、甲烷(CH4)或SO2。

更进一步的，步骤S3、步骤S4、步骤S5和步骤S6在同一蚀刻机中进行。

更进一步的，步骤S4中的蚀刻工艺为干法蚀刻工艺。

更进一步的，该方法应用在40纳米及以下集成电路加工工艺中。