專利名稱：鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，尤其涉及鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)變硅技術(shù)可應(yīng)用于金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制造工藝中，以提高金屬氧化物半導(dǎo)體器件的性能。例如,在N型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)器件的導(dǎo)電溝道中施加張應(yīng)力(Tensile stress)，可提高該NMOS的電子遷移率，在P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)器件的導(dǎo)電溝道中施加壓應(yīng)力(Compressive stress),可提高空穴的遷移率。公開號(hào)為CN 101060085A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種平面型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)結(jié)構(gòu)200。圖1 圖3是現(xiàn)有技術(shù)平面型FET結(jié)構(gòu)制作方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述FET結(jié)構(gòu)200包括設(shè)置在硅層中的源/漏極220之間的溝道區(qū)230，還包括在所述溝道區(qū)230上方的多晶硅柵極210 (如圖1所示)。在形成FET結(jié)構(gòu)200的柵極210和源/漏極220之后(如圖2所示)，在所述FET結(jié)構(gòu)上方淀積的應(yīng)變層250 (如圖3所示)。例如，可以將壓應(yīng)變層淀積在P-FET上方，將張應(yīng)變層淀積在n-FET上方。在形成應(yīng)變層250之后，進(jìn)行非晶化注入工藝以非晶化多晶硅柵極210和源/漏極220的硅。使用快速熱退火工藝來使源/漏極220和多晶硅柵極210再結(jié)晶(再晶化)，使得應(yīng)變層250的應(yīng)變分別被“記憶”在源/漏極220和柵極210中。通過向源/漏極和柵極中引入張應(yīng)變或壓應(yīng)變，從而在溝道區(qū)230內(nèi)引入應(yīng)變。上述應(yīng)變技術(shù)通過簡(jiǎn)單的沉積應(yīng)變層即可得到，然而，這種應(yīng)變技術(shù)通常應(yīng)用在平面型FET中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)非平面型FET器件，例如，鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin-FET)。如圖4所示，圖4是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的立體結(jié)構(gòu)示意圖，所述Fin-FET包括襯底10，形成在所述襯底10上的鰭部12，以及覆蓋所述鰭部12的上表面與相對(duì)兩側(cè)面的柵結(jié)構(gòu)11，鰭部的相對(duì)兩端還形成有源/漏極。其中，所述柵結(jié)構(gòu)11包括柵介質(zhì)層和柵極。因此，需要一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，以更大地提高載流子的遷移率，改善非平面型FET半導(dǎo)體器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，提高溝道區(qū)的載流子遷移率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，包括:提供襯底；在所述襯底上形成鰭部，所述鰭部具有溝道區(qū)；在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層；形成犧牲柵，所述犧牲柵橫跨部分的所述鰭部，所述犧牲柵的橫跨所述鰭部的部分位于所述柵介質(zhì)層上；去除所述犧牲柵，暴露出所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層覆蓋所述溝道區(qū)；向溝道區(qū)進(jìn)行鍺離子注入，形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)；在應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)上方形成橫跨所述鰭部和柵介質(zhì)層的柵極。可選地，所述向溝道區(qū)進(jìn)行鍺離子注入包括進(jìn)行第一和第二鍺離子注入，所述第一鍺離子注入相對(duì)所述第二鍺離子注入的注入能量高2 10倍。可選地，所述第一鍺離子注入的注入能量為IOKeV IOOKeV,注入劑量為2.0E15/cm2 2.0E16/cm2,注入角度為0 30度?？蛇x地，所述第二鍺離子注入的注入能量為2KeV IOKeV,注入劑量為5.0E14/cm2 1.0E16/cm2,注入角度為2 15度?？蛇x地，所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)中鍺的濃度百分比范圍在5% 35%之間。可選地，在所述離子注入步驟之后還包括退火處理的步驟?？蛇x地，所述退火處理為峰值退火、激光退火或爐管退火?？蛇x地，采用激光退火，所述退火的溫度范圍在1000°C 1350°C之間，所述退火時(shí)間在40毫秒 100毫秒之間?？蛇x地，在形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)的步驟之后，還包括在所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)進(jìn)行溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入?？蛇x地，所述去除所述犧牲柵的步驟包括形成覆蓋層覆蓋整個(gè)襯底表面，平坦化所述覆蓋層至暴露出所述犧牲柵?？蛇x地，所述犧牲柵的材料包括多晶硅，所述柵介質(zhì)層的材料包括氧化硅或氮化硅。可選地，在形成柵極的步驟之后，還包括形成高應(yīng)力層覆蓋所述柵極。可選地，所述高應(yīng)力層的材料為SiN、SiC或其組合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):通過在溝道區(qū)內(nèi)部形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)，去除所述犧牲柵的步驟會(huì)對(duì)器件結(jié)構(gòu)引起壓力形變，這對(duì)于后續(xù)形成應(yīng)變溝道區(qū)應(yīng)力改變有影響，有助于提高載流子遷移率。僅在溝道區(qū)引入局部應(yīng)變，而不在器件的源區(qū)和漏區(qū)中引入應(yīng)變，滿足實(shí)際工藝應(yīng)用。由于應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)的晶格尺寸比本征硅晶格間隔寬，應(yīng)變硅鍺具有較高的載流子遷移率，從而利用應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)能夠在Fin-FET中實(shí)現(xiàn)較高的驅(qū)動(dòng)電流。


圖1 圖3是現(xiàn)有技術(shù)平面型FET結(jié)構(gòu)制作方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例的Fin-FET制作方法的流程示意圖；圖6 圖13是本發(fā)明的一實(shí)施例的沿著圖4的A-A’線的Fin-FET制作方法的中間結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。本發(fā)明實(shí)施例提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，如圖5所示，圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管制作方法的流程示意圖，包括:步驟S1:提供襯底；步驟S2:在所述襯底上形成鰭部，所述鰭部具有溝道區(qū)；步驟S3:在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層；步驟S4:形成犧牲柵，所述犧牲柵橫跨部分的所述鰭部，所述犧牲柵的橫跨所述鰭部的部分位于所述柵介質(zhì)層上；步驟S5:去除所述犧牲柵，暴露出所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層覆蓋所述溝道區(qū)；步驟S6:向溝道區(qū)進(jìn)行鍺離子注入，形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)；步驟S7:在應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)上方形成橫跨所述鰭部和柵介質(zhì)層的柵極。下面結(jié)合圖6 圖13對(duì)本發(fā)明的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法做詳細(xì)說明。首先參考步驟SI和圖6，提供襯底10。所述襯底10可以是體硅(bulk silicon)襯底，也可以是絕緣體上硅(SOI)襯底。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述襯底10為絕緣體上硅(SOI)襯底，包括底部襯底、以及位于底部襯底上面的掩埋氧化物層以及位于掩埋氧化物層上的有源半導(dǎo)體層，所述有源半導(dǎo)體層包括硅、SiC等。由于在體硅上形成鰭部，不像SOI襯底具有明顯的刻蝕終止層(掩埋氧化物層)，在體硅上的刻蝕深度完全取決于刻蝕的時(shí)間。因此，作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，采用絕緣體上硅作為襯底，以下將以在SOI襯底上制作鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管為例進(jìn)行詳細(xì)描述。參考步驟S2 S4和圖7,在所述襯底上形成鰭部12,所述鰭部具有溝道區(qū)；在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層13 ;形成犧牲柵14，所述犧牲柵14橫跨部分的所述鰭部12，所述犧牲柵14的橫跨所述鰭部的部分位于所述柵介質(zhì)層13上。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鰭部12可以在SOI襯底的有源半導(dǎo)體層上通過光刻掩膜步驟以及之后的刻蝕步驟所限定。所述鰭部12包括上表面及相對(duì)的兩側(cè)面，在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層13，以及形成橫跨所述鰭部12的犧牲柵14，所述犧牲柵14的延伸方向與所述鰭部12的延伸方向相垂直，所述犧牲柵14的橫跨所述鰭部12的部分位于部分的所述柵介質(zhì)層13上。由于圖7是沿著圖4的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管A-A’線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，在圖7中僅能顯示出形成在鰭部上表面的柵介質(zhì)層13和犧牲柵14，形成在鰭部相對(duì)兩側(cè)的犧牲柵無法顯示出，在此特意說明。所述鰭部12還包括相對(duì)的兩端，所述相對(duì)的兩端用以形成源極和漏極，所述源極和漏極后續(xù)可以通過對(duì)鰭部的兩端進(jìn)行離子注入形成，并且鰭部的所述源極和漏極之間構(gòu)成溝道區(qū)(圖7中未標(biāo)示)。接下來，在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層13，所述柵介質(zhì)層13的材料可以包括氧化硅或氮化硅，若是氧化硅，比如可以通過原位氧化工藝形成所述柵介質(zhì)層13。接著，形成覆蓋所述柵介質(zhì)層13的犧牲柵層，比如可以采用傳統(tǒng)的沉積方法，例如CVD或PECVD，并結(jié)合刻蝕工藝等形成所述犧牲柵層，所述犧牲柵層覆蓋所述柵介質(zhì)層13的表面，接著，通過光刻掩膜以及刻蝕所述犧牲柵層，采用所述犧牲柵層形成犧牲柵14(類似如圖4中的柵極形狀)，所述犧牲柵14的材料可以是多晶硅。所述犧牲柵14的形狀、位置與后續(xù)形成的柵極的形狀、位置對(duì)應(yīng)。可以在形成犧牲柵以后形成所述源極和漏極，也可以在后續(xù)步驟S7形成柵極之后進(jìn)行。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟S7形成犧牲柵以后形成所述源極和漏極，將在下文中進(jìn)行描述。參考步驟S5和圖9，去除所述犧牲柵14，至暴露出所述柵介質(zhì)層13，所述柵介質(zhì)層13覆蓋所述溝道區(qū)18。具體去除所述犧牲柵14的步驟包括:首先，在形成如圖7所示的整個(gè)結(jié)構(gòu)的表面，即在襯底10、鰭部12以及犧牲柵14的表面沉積一層覆蓋層16(如圖8所示)。所述覆蓋層16的材料可以是但不限于氧化硅或氮化硅，若是氧化硅，可以采用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDPCVD)形成。接下來，采用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝平坦化所述覆蓋層16，使其表面與犧牲柵14上表面齊平，暴露出所述犧牲柵14。接著采用刻蝕工藝去除犧牲柵14，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以采用干法刻蝕去除犧牲柵14。所用的刻蝕氣體可以包括氯氣、溴以及氦氣等氣體的混合氣體?？涛g過程終止在所述柵介質(zhì)層13，所述柵介質(zhì)層13覆蓋鰭部12內(nèi)的溝道區(qū)18,如圖9所示。本實(shí)施例中的襯底是SOI襯底，所述犧牲柵14橫跨所述鰭部12的部分并通過所述柵介質(zhì)層13與所述鰭部相隔離，而且所述犧牲柵14的其余部分與所述襯底10的中間掩埋層相接觸，因此，去除所述犧牲柵14時(shí)候可以停止在所述柵介質(zhì)層以及中間掩埋層上；若所述襯底是體硅(bulk silicon)，所述鰭部12可以通過刻蝕部分襯底或者在襯底上外延形成，鰭部12兩側(cè)暴露出的部分襯底上要形成一層絕緣層，所述絕緣層可以是氧化硅，以便更好地與后續(xù)形成的柵極之間絕緣，而且在去除所述犧牲柵過程中，可以充當(dāng)停止層(所述犧牲柵14的其余部分與所述襯底10上的絕緣層相接觸，這樣去除所述犧牲柵14過程中，由于犧牲柵14的材質(zhì)與所述絕緣層的材質(zhì)不同，停止在所述絕緣層上)。本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S5去除所述犧牲柵的步驟會(huì)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)引起壓力形變，這對(duì)于后續(xù)形成應(yīng)變溝道區(qū)應(yīng)力改變有影響，有助于提高載流子遷移率。參考步驟S6和圖11，向溝道區(qū)18進(jìn)行鍺離子注入，形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)。利用傳統(tǒng)的注入工藝向所述鰭部的溝道區(qū)18進(jìn)行鍺離子注入，可以根據(jù)晶圓及襯底的類型，以通過所述晶圓中心且垂直于晶圓水平表面的直線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行鍺離子注入。所述鍺離子注入包括進(jìn)行第一鍺離子注入和第二鍺離子注入，并且第一鍺離子注入相對(duì)第二鍺離子注入的注入能量大約高2 10倍。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一鍺離子注入的注入能量大約為IOKeV IOOKeV,注入劑量大約為2.0E15/cm2 2.0E16/cm2，注入角度大約為0 30度(如圖10所示)；所述第二鍺離子注入的注入能量大約為2KeV IOKeV,注入劑量大約為5.0E14/cm2 1.0E16/cm2，注入角度大約為2 15度(如圖11所示)。其中，所述注入角度是指注入方向與垂直晶圓水平表面的方向的直線之間的夾角。第一高能量離子注入，對(duì)鰭部表面原子的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，可以在鰭部?jī)?nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，但是，經(jīng)過第一高能量鍺離子注入的鰭部溝道區(qū)應(yīng)力不均勻，為了改善這種情況，，進(jìn)行了第二低能量鍺離子注入，這樣進(jìn)一步調(diào)整了鰭部溝道區(qū)的應(yīng)力，形成較為均勻的應(yīng)力分布。由于離子注入會(huì)將原子撞擊出晶格結(jié)構(gòu)而損傷鰭部晶格，并且離子注入還有可能導(dǎo)致鰭部溝道區(qū)表面非晶化。因此，還需要進(jìn)行退火步驟以便修復(fù)晶格缺陷，并激活溝道區(qū)內(nèi)的注入的離子鍺，形成均勻應(yīng)力分布的應(yīng)變硅鍺溝道。所述退火步驟可以采用峰值退火、激光退火或爐管退火。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采用激光退火，所述退火的溫度范圍在1000°c 1350°C之間，所述退火時(shí)間在40毫秒 100毫秒之間。另外，為優(yōu)化超淺結(jié)的電場(chǎng)，也可采用峰值退火，峰值退火的時(shí)間范圍大約在5s IOs之間,升溫梯度大約為100°C /s 300°C /s。在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述退火步驟是可以在完成兩次鍺離子注入之后進(jìn)行，但并不以此為限，在其他實(shí)施例中，退火步驟也可以分兩次進(jìn)行，即分別在在第一和第二鍺離子注入之后進(jìn)行一次退火步驟。本發(fā)明實(shí)施例僅對(duì)溝道區(qū)進(jìn)行第一和第二鍺離子注入以及退火步驟。所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)中鍺濃度范圍大約在5% 35%之間，即，大約5% 35%的硅晶格位點(diǎn)被鍺占據(jù)了。本發(fā)明的方法能在溝道區(qū)形成局部的應(yīng)變，通過在溝道區(qū)引入局部應(yīng)變，而不在器件的源區(qū)和漏區(qū)中引入應(yīng)變，由于應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)的晶格尺寸比本征硅晶格尺寸大，所以在硅層中產(chǎn)生張應(yīng)力，這能提高載流子遷移率，從而利用應(yīng)變硅鍺溝道層能夠在Fin-FET中實(shí)現(xiàn)較高的驅(qū)動(dòng)電流。在步驟S6進(jìn)行鍺離子注入之后，還包括在所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)進(jìn)行溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入的步驟。所述溝道注入(Channel Implant)形成于所述應(yīng)變娃鍺溝道區(qū)的下方,用于防止源/漏極之間的漏電。所述調(diào)整閾值電壓注入(Vt Implant)形成在所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)的表層，用于調(diào)整閾值電壓Vt。由于所述溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)，在此不予贅述。在上述溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入之后進(jìn)行熱退火的步驟。本發(fā)明所述熱退火的工藝可以是:在氨氣或氬氣等惰性氣體環(huán)境中，退火溫度大約為900°C 1100°C，退火時(shí)間大約為5秒 60秒。通過退火步驟，在激活雜質(zhì)和消除離子注入產(chǎn)生的缺陷的同時(shí)，可以利用瞬態(tài)增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng)(TED)和自身熱擴(kuò)散，起到抑制熱載流子注入效應(yīng)的目的。在本發(fā)明實(shí)施例中，上述退火步驟是在溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入之后進(jìn)行，但并不以此為限，在其他實(shí)施例中，退火步驟也可以分兩次進(jìn)行，即分別在溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入之后進(jìn)行一次退火步驟。參考步驟S7和圖12:在應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)上方形成橫跨所述鰭部12和柵介質(zhì)層13的柵極20。在進(jìn)行鍺離子注入、以及溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入的步驟之后，仍然以覆蓋層16為掩膜，在應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)上方形成柵極20。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述柵極20材料為多晶娃。在形成柵極之后，去除所述覆蓋層16，形成如圖12所示的結(jié)構(gòu)?？梢圆捎脻穹涛g或等離子灰化(ashing)的方法去除覆蓋層16，作為本發(fā)明的一實(shí)施例，若所述覆蓋層16是氮化硅，采用磷酸作為濕法刻蝕劑。然后，在柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻(spacer)以便保護(hù)柵極，可以采用原位氧化的方法形成側(cè)墻，形成側(cè)墻的材料例如可以是氮化硅等。在鰭部的兩端形成低摻雜源/漏極(LDD)，然而形成重?fù)诫s的源/漏極(未圖示)。上述形成側(cè)墻、LDD結(jié)構(gòu)和重?fù)诫s的源/漏極的工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不予贅述。接下來，如圖13所示，在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積一層高應(yīng)力層21 (high stresslayer)，所述高應(yīng)力層21的材料可以是但不限于SiN、SiC等。可根據(jù)器件類型的不同選擇高應(yīng)力層所具有的應(yīng)力類型，對(duì)NMOS器件，高應(yīng)力層采用拉應(yīng)力材料；對(duì)于PMOS器件，高應(yīng)力層采用壓應(yīng)力材料。然后，實(shí)施退火工藝，所述退火工藝可以采用峰值退火，在1000 1100°C下進(jìn)行，或者采用激光退火的方法。所述高應(yīng)力層增加了對(duì)溝道區(qū)所施加的應(yīng)力，進(jìn)一步提高了載流子的遷移率。并且，在圖13所示的結(jié)構(gòu)上可以執(zhí)行后段工藝(BEOL)處理。例如，可以通過沉積和化學(xué)機(jī)械研磨在該結(jié)構(gòu)上形成一層絕緣材料，通過光刻膠掩膜和刻蝕工藝在絕緣層中形成接觸孔，填充該接觸孔，形成金屬互連等類似電連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例通過移除犧牲柵的方法，在進(jìn)行兩次鍺離子注入和退火步驟之后，形成局部應(yīng)變的溝道區(qū)，提高了載流子的遷移率，滿足實(shí)際工藝應(yīng)用。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，包括: 提供襯底； 在所述襯底上形成鰭部，所述鰭部具有溝道區(qū)； 在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層； 形成犧牲柵，所述犧牲柵橫跨部分的所述鰭部，所述犧牲柵的橫跨所述鰭部的部分位于所述柵介質(zhì)層上； 去除所述犧牲柵，暴露出所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層覆蓋所述溝道區(qū)； 向溝道區(qū)進(jìn)行鍺離子注入，形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)； 在應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)上方形成橫跨所述鰭部和柵介質(zhì)層的柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述向溝道區(qū)進(jìn)行鍺離子注入包括進(jìn)行第一鍺離子注入和第二鍺離子注入，所述第一鍺離子注入比所述第二鍺離子注入的注入能量高2 10倍。
3.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述第一鍺離子注入的注入能量為IOKeV IOOKeV,注入劑量為2.0E15/cm2 2.0E16/cm2，注入角度為0 30度。
4.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述第二鍺離子注入的注入能量為2KeV IOKeV,注入劑量為5.0E14/cm2 1.0E16/cm2，注入角度為2 15度。
5.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)中鍺的濃度百分比范圍在5% 35%之間。
6.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，在所述離子注入步驟之后還包括退火處理的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述退火處理為峰值退火、激光退火或爐管退火。
8.如權(quán)利要求6所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，采用激光退火，所述退火的溫度范圍在1000°C 1350°C之間，所述退火時(shí)間在40毫秒 100毫秒之間。
9.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，在形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)的步驟之后，還包括在所述應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)進(jìn)行溝道注入和調(diào)整閾值電壓注入。
10.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述去除所述犧牲柵的步驟包括形成覆蓋層覆蓋整個(gè)襯底表面，平坦化所述覆蓋層至暴露出所述犧牲柵。
11.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述犧牲柵的材料包括多晶硅，所述柵介質(zhì)層的材料包括氧化硅或氮化硅。
12.如權(quán)利要求1所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，在形成柵極的步驟之后，還包括形成高應(yīng)力層覆蓋所述柵極。
13.如權(quán)利要求12所述的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，所述高應(yīng)力層的材料為SiN、SiC或其組合。
全文摘要
一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，包括提供襯底；在所述襯底上形成鰭部；在所述鰭部的上表面及相對(duì)兩側(cè)面形成柵介質(zhì)層；形成犧牲柵，所述犧牲柵橫跨部分的所述鰭部，所述犧牲柵的橫跨所述鰭部的部分位于所述柵介質(zhì)層上；去除所述犧牲柵，暴露出所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層覆蓋所述溝道區(qū)；向溝道區(qū)進(jìn)行鍺離子注入，形成應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)；在應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)上方形成橫跨所述鰭部和柵介質(zhì)層的柵極。本發(fā)明的方法能形成局部的應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)，應(yīng)變硅鍺具有較高的載流子遷移率，從而利用應(yīng)變硅鍺溝道區(qū)能夠在Fin-FET中實(shí)現(xiàn)較高的驅(qū)動(dòng)電流。
文檔編號(hào)H01L21/336GK103187297SQ201110459410
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者趙猛 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司