[发明专利]场效应管的制备方法、场效应管及半导体衬底

说明书

本发明提供一种鳍式场效应管的制备方法、场效应管及半导体衬底，能够在满足场效应管小尺寸需求的情况下，减小场效应管的GIDL电流。该制备方法包括：提供半导体衬底，至少一部分半导体衬底上铺设有栅介质层，栅介质层上设有栅极结构以及侧墙，且侧墙至少覆盖栅极结构侧壁；其中，栅介质层下方预设区域的半导体衬底与预设区域外侧的半导体衬底形成台阶；设置隔离层，隔离层覆盖台阶的部分侧壁；在半导体衬底上配置源极以及漏极，源极以及漏极的顶面与台阶齐平。本发明在GIDL电流的传输路径上利用隔离层进行了阻挡，从而能够在满足场效应管小尺寸需求的情况下，减小场效应管的GIDL电流。

技术领域

本发明涉及半导体制造加工领域，更详细地说，本发明涉及一种场 效应管的制备方法、场效应管及半导体衬底。

背景技术

随着超大规模集成电路技术的迅速发展，场效应管的尺寸在不断减 小。由于场效应管尺寸的急剧减小，栅氧化层的厚度减小至2nm甚至更 薄。在器件按比例缩小尺寸的同时，工作电压并未相应地等比例降低， 这使得器件的沟道电场和氧化层电场显著增加，因薄栅而带来的器件的 可靠性问题日益突出。

在场效应管中，栅诱导漏极泄漏电流(gate-induce drain leakage， GIDL)对场效应管的可靠性影响较大。场效应管中引发静态功耗的泄露 电流主要有：源到漏的亚阈泄露电流，栅泄露电流，发生在栅漏交叠区 的栅致漏极泄露GIDL电流。在这些泄露电流中，电路中器件处于关态 或者处于等待状态时，GIDL电流在泄露电流中处主导地位。随着栅氧化层越来越薄，GIDL电流急剧增加。

因此，如何在满足小尺寸需求的情况下，减小场效应管的GIDL电 流，已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种场效应管的制备方法、场效应管 及半导体衬底，能够在满足场效应管小尺寸需求的情况下，减小场效应 管的GIDL电流。

为了解决上述问题，本发明提供一种场效应管的制备方法，包括：

提供半导体衬底，至少一部分半导体衬底上铺设有栅介质层，栅介 质层上设有栅极结构以及侧墙，且侧墙至少覆盖栅极结构侧壁；其中， 栅介质层下方预设区域的半导体衬底与预设区域外侧的半导体衬底形成 台阶；

设置隔离层，隔离层覆盖台阶的部分侧壁；

在半导体衬底上配置源极以及漏极，源极以及漏极的顶面与台阶齐 平。

本发明所提供的技术方案中，半导体衬底栅极结构以外的区域下沉， 形成台阶。这样，在台阶的部分侧壁设置隔离层后，再配置顶面与台阶 齐平的源极以及漏极，不仅保证了场效应器件的正常使用，而且在GIDL 电流的传输路径上利用隔离层进行了阻挡，从而能够在满足场效应管小 尺寸需求的情况下，减小场效应管的GIDL电流。

在本发明的较优技术方案中，在提供半导体衬底的步骤中，包括： 沉积栅介质层，栅介质层覆盖半导体衬底；在栅介质层上制作栅极结构； 形成至少覆盖栅极结构侧壁的侧墙；进行刻蚀，去除栅极结构所在区域 以外的栅介质层，并令栅介质层下方预设区域的半导体衬底高于预设区 域外侧的半导体衬底。

进一步地，在本发明的较优技术方案中，侧墙采用氮化硅材料，栅 介质层采用氧化硅材料，刻蚀气体包括C₄F₈、CH₃F、CH₂F₂、CHF₃、 CF₄、Ar、He、O₂中的一种或两种以上。