The invention discloses a fabrication method based on bulk silicon fully enclosed gate SOI FinFET, which includes: depositing first dielectric layer film, first metal gate film and first high K metal film on silicon substrate in turn; patterning the first high K metal film to form the first high K metal pattern; depositing the second dielectric layer film and flattening; bonding and thinning a single crystal silicon wafer on the surface of the above structure. The second high K metal film is deposited and patterned to form the second high K metal pattern encircling the fin from all sides. The second metal grid film is deposited and patterned to form the second metal grid pattern encircling the fin from all sides and the second high K metal pattern. The invention uses bulk silicon as the substrate to form a fully enclosed gate structure and forms a fin structure by bonding a single crystal silicon wafer. While guaranteeing the required device characteristics, it solves the problems of complex technology, high cost, low cost and easy implementation.
【技术实现步骤摘要】
一种基于体硅全包围栅极SOIFinFET的制作方法
本专利技术涉及集成电路工艺制造
,更具体地,涉及一种基于体硅全包围栅极SOIFinFET的制作方法。
技术介绍
随着半导体器件关键尺寸的降低以及对半导体器件低功耗高速度要求的提高,传统的平面器件已不能满足人们对高性能器件的需求。鳍式场效应晶体管(FinField-EffectTransistor,FinFET)是一种立体型器件,包括在衬底上垂直形成的鳍以及与鳍相交的堆叠栅。由于栅极结构在鳍的三个表面上围绕鳍状物,因此所形成的晶体管在本质上具有通过鳍状物的沟道区控制电流的三个栅极。这三个栅极允许鳍状物内的更完全的耗尽,并且由于较陡峭的阈值电流摆动(SS)和较小的漏极感应势垒下降(DIBL)而产生较小的短沟道效应。最近又开发出了一种全包围栅极(GAA:Gateallaround)结构,其中栅极电极和源极/漏极接触部环绕半导体鳍部的整个四周。这种结构能有效地限制短沟道效应。常规的FinFET通常有两类:在绝缘体硅衬底(SOI)上形成FinFET,以及在体硅上形成FinFET。其中,SOIFinFET融合了FinFET和SOI的优点,因而全包围栅极SOIFinFET能更加有效地提高栅极控制能力,抑制短沟道效应。目前的全包围栅极结构基本都是采用悬栅结构,其主要形成方法可包括如下步骤:首先,采用平面工艺形成所需要的有源区;然后,采用各种方法将其下部掏空,形成悬栅;最后,淀积多晶硅,形成控制栅极。然而,上述这些形成全包围栅结构的工艺非常复杂,成本高昂。同时,将鳍部底部掏空后,鳍部容易倒下,从而影响器件的性能。另一 ...
【技术保护点】
1.一种基于体硅全包围栅极SOI FinFET的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:提供一硅衬底,在所述硅衬底上依次淀积第一介质层薄膜,第一金属栅薄膜和第一高K金属薄膜;图形化第一高K金属薄膜,形成第一高K金属图形;在上述结构表面淀积第二介质层薄膜;平坦化第二介质层薄膜,使第二介质层薄膜和第一高K金属图形处在同一平面上;在上述结构表面键合一单晶硅片,并减薄该单晶硅片;图形化单晶硅片,在对应第一高K金属图形位置上形成鳍的图形,然后去除第二介质层薄膜;在上述结构表面淀积第二高K金属薄膜;图形化第二高K金属薄膜,形成从四周包围鳍的第二高K金属图形;在上述结构表面淀积第二金属栅薄膜;图形化第二金属栅薄膜和第一金属栅薄膜,形成从四周包围鳍和第二高K金属图形的金属栅图形。
【技术特征摘要】
1.一种基于体硅全包围栅极SOIFinFET的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:提供一硅衬底,在所述硅衬底上依次淀积第一介质层薄膜,第一金属栅薄膜和第一高K金属薄膜;图形化第一高K金属薄膜,形成第一高K金属图形;在上述结构表面淀积第二介质层薄膜;平坦化第二介质层薄膜,使第二介质层薄膜和第一高K金属图形处在同一平面上;在上述结构表面键合一单晶硅片,并减薄该单晶硅片;图形化单晶硅片,在对应第一高K金属图形位置上形成鳍的图形,然后去除第二介质层薄膜;在上述结构表面淀积第二高K金属薄膜;图形化第二高K金属薄膜,形成从四周包围鳍的第二高K金属图形;在上述结构表面淀积第二金属栅薄膜;图形化第二金属栅薄膜和第一金属栅薄膜,形成从四周包围鳍和第二高K金属图形的金属栅图形。2.根据权利要求1所述的基于体硅全包围栅极SOIFinFET的制作方法,其特征在于,所述第一介质层薄膜和第二介质层薄膜材料相同。3.根据权利要求1所述的基于体硅全包围栅极SOIFinFET的制作方法,其特征在于,所述第一介质层薄膜和第二介质层薄膜材料为二氧化硅。4.根据权利要求1所述的基于体硅全包围栅极SOIFinFET的制作方法,其特征在于,采用低温ALD工艺制造方法淀积所述第一介质层薄膜和第二介质层薄膜,其淀积温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾绍海,黄仁东,左青云,李铭,夏亮,
申请(专利权)人:上海集成电路研发中心有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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