[发明专利]半导体结构与其制作方法在审
申请号: | 201910176515.X | 申请日: | 2019-03-08 |
公开(公告)号: | CN109920738A | 公开(公告)日: | 2019-06-21 |
发明(设计)人: | 李永亮;马雪丽;王晓磊;杨红;王文武;李超雷 | 申请(专利权)人: | 中国科学院微电子研究所 |
主分类号: | H01L21/336 | 分类号: | H01L21/336;H01L29/06;H01L29/78 |
代理公司: | 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 | 代理人: | 韩建伟 |
地址: | 100029 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 衬底 导电沟道 盖帽层 高迁移率 半导体结构 制作工艺 制作 工艺兼容 裸露表面 硅集成 沟道 刻蚀 申请 清洗 保证 | ||
1.一种半导体结构的制作方法,其特征在于,包括:
在衬底的裸露表面上形成鳍和预盖帽层,所述鳍包括导电沟道部,所述导电沟道部的材料包括SiGe和/或Ge,所述衬底为Si衬底或SOI衬底,所述预盖帽层位于所述鳍的远离衬底的表面上,所述预盖帽层为Si层。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述鳍和所述预盖帽层的形成过程包括:
在所述衬底的表面上设置沟道结构,所述沟道结构包括导电沟道层;
在所述沟道结构的裸露表面上设置预盖帽材料;
至少刻蚀去除部分所述沟道结构和部分所述预盖帽材料,剩余的所述沟道结构形成所述鳍,剩余的所述预盖帽材料形成所述预盖帽层。
3.根据权利要求2所述的制作方法,其特征在于,
在设置所述沟道结构之前,所述鳍的制作过程还包括:在所述衬底的裸露表面上设置预应变缓冲层;
至少刻蚀去除部分所述沟道结构和部分所述预盖帽材料的过程还包括:去除部分所述预应变缓冲层,形成应变缓冲层。
4.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,在衬底的裸露表面上形成鳍和预盖帽层的过程包括:
形成包括至少一个突出部的预衬底;
在所述预衬底的裸露表面上设置隔离绝缘层;
去除所述突出部,形成与剩余的所述预衬底连通的凹槽,剩余的所述预衬底为衬底;
在所述凹槽中至少依次填充导电沟道部的材料和预盖帽材料,形成所述鳍和所述预盖帽层。
5.根据权利要求4所述的制作方法,其特征在于,在所述凹槽中至少依次填充导电沟道部的材料和预盖帽材料包括:
在所述凹槽中填充应变缓冲材料,形成应变缓冲层;
在所述凹槽中的所述应变缓冲层的裸露表面上依次填充导电沟道部的材料和所述预盖帽材料,形成所述鳍和所述预盖帽层。
6.根据权利要求3或5所述的制作方法,其特征在于,所述应变缓冲层的材料包括Si1-xGex,其中,0<x≤100%;优选地,10≤x≤50%。
7.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:
在所述预盖帽层的部分裸露表面上设置假栅;
在所述假栅的两侧的所述预盖帽层的部分裸露表面上设置侧墙;
在所述侧墙两侧的所述预盖帽层的裸露表面上设置源漏外延层,所述源漏外延层与位于所述侧墙两侧的所述鳍形成源/漏区;
去除所述假栅;
至少去除表面裸露的部分所述预盖帽层,使得所述导电沟道部中的导电沟道的远离所述衬底的表面裸露,且剩余的所述预盖帽层为盖帽层,
在所述鳍包括交替设置的所述导电沟道部和牺牲部的情况下,至少去除表面裸露的部分所述预盖帽层的过程还包括去除部分的所述牺牲部的步骤。
8.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,去除表面裸露的部分所述预盖帽层之后形成待钝化结构,所述制作方法还包括:
对所述待钝化结构进行第一次氧化,在所述导电沟道的裸露表面上形成第一钝化层,所述第一次氧化的温度在260~450℃之间,所述第一次氧化的时间在1~30min之间。
9.根据权利要求8所述的制作方法,其特征在于,所述第一次氧化包括以下步骤中的至少之一:
采用O3对所述待钝化结构进行氧化;
采用快速氧化法对所述待钝化结构进行氧化;
采用快速热处理法在O2的氛围中对所述待钝化结构进行氧化。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造