[发明专利]一种鳍式场效应晶体管及其制备方法

摘要

本发明提供一种低功耗鳍式场效应晶体管及其制备方法，属于超大规模集成电路制造技术领域。该场效应晶体管的侧壁沟道层厚度和顶部沟道层厚度均在10nm以下，且在远离顶栅控制的深体区形成了鳍型隔离条，本发明有利于器件沟长的进一步缩小，可有效提高器件的短沟道效应控制能力，减小了静态功耗。此外本发明器件源漏区是单晶有源岛，具有较小的源漏串联电阻，与传统的使用抬升源漏结构的鳍型场效应晶体管相比，不需要外延工艺抬升源漏,即可获得较高的开态电流。本发明与传统集成电路制造技术相兼容，工艺简单，成本代价小。

主权项

1.一种鳍式场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：A.提供一半导体衬底，定义器件的有源区，形成器件之间的隔离；B.形成用于阻断Fin深体区泄漏通路的鳍型隔离条，该步骤具体包括：B1.淀积一层氧化硅作为第一掩膜层；B2.通过光刻技术定义鳍型隔离条的图形窗口；B3.利用光刻胶为掩蔽，各向异性刻蚀第一掩膜层和有源区，形成鳍型窄槽；B4.去胶；B5.通过热氧化工艺的处理，高深宽比间隙的鳍型窄槽被填充，形成鳍型隔离条，而第一掩膜层的图形窗口仍然存在；C.形成顶部沟道层，该步骤具体包括：C1.利用湿法腐蚀工艺漂洗第一掩膜层，第一掩膜层的图形窗口会因被各向同性腐蚀而扩大，扩大后的窗口宽度与鳍型隔离条宽度之差即为器件的侧壁沟道层厚度；C2.淀积一层沟道材料，沟道区图形窗口被沟道材料填充；C3.通过化学机械抛光去除淀积超出第一掩膜层上表面的沟道材料，实现平坦化；C4.通过湿法腐蚀工艺回漂沟道区图形窗口内的沟道材料，沟道区图形窗口内剩余的沟道材料厚度即为器件顶部沟道层的厚度；D.形成器件的沟道区和源漏区，该步骤具体包括：D1.淀积一层介质材料作为第二掩膜层，沟道区图形窗口被第二掩膜层填充；D2.通过化学机械抛光去除淀积超出第一掩膜层上表面的第二掩膜层，实现平坦化；D3.通过湿法腐蚀工艺，大面积去除第一掩膜层，露出有源区表面；D4.通过光刻技术定义器件的源漏图形窗口；D5.以光刻胶和第二掩膜层为掩蔽，各向异性刻蚀有源区，形成源漏区和沟道区，源漏区为单晶有源岛，沟道区由内部的鳍型隔离条、侧壁的两个单晶有源层、顶部沟道层共同组成，器件工作时，沟道载流子在侧壁的两个单晶有源层、顶部沟道层中进行输运；D6.去胶；E.源漏注入和制备栅电极，该步骤具体包括：E1.通过离子注入技术对源漏进行重掺杂，并激活退火；E2.去除第二掩膜层；E3.形成一层栅电极层；E4.通过光刻技术定义栅电极的图形；E5.以光刻胶为掩蔽，各向异性刻蚀栅电极层，形成跨过沟道区的栅线条和栅引出区，栅线条覆盖在两个侧壁单晶有源层和顶部沟道层；E6.去胶；F.形成各端的金属接触，该步骤具体包括：F1.淀积层间介质；F2.通过化学机械抛光实现平坦化；F3.通过光刻技术定义源、漏、栅各端的接触孔；F4.各向异性刻蚀层间介质，露出栅引出区和源、漏区的上表面；F5.去胶；F6.在各接触孔中填充金属Metal 0；F7.通过对金属Metal 0进行化学机械平坦化，实现器件之间的导电层分离，达到器件隔离的效果；G.最后进入常规后端工艺，完成器件集成。