鳍式场效应晶体管及其源漏区的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种鳍式场效应晶体管源漏区的制造方法，包括：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行源漏区外延前的前烘，以去除鳍上源漏区的自然氧化层，并在前烘的腔室中对源漏区进行回流；进行源漏区的外延生长。本发明专利技术提高外延层在源漏区的比例，为沟道提供更大的应力。同时，回流后鳍的原子重新排列，降低了鳍中的缺陷，提高了后续外延层的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管及其源漏区的制造方法。
技术介绍
随着半导体器件的高度集成，平面的MOSFET器件的短沟道效应愈发显著，恶化了器件的性能。目前，为了解决短沟道效应的问题，提出了鳍式场效应晶体管(Fin-FET)的立体器件结构，Fin-FET是具有鳍型沟道结构的晶体管，它利用薄鳍的几个表面作为沟道，从而可以防止传统晶体管中的短沟道效应，同时可以增大工作电流。在Fin-FET器件制造工艺中，目前主要采用外延工艺的方法形成源漏区，即在鳍的源漏区域上外延生长出SiGe，Ge，SiC，GeSn等应变材料的应力薄膜，以增强对沟道区的应力作用，提高载流子的迁移率。然而，随着对器件速度要求的不断提高，希望源漏区的外延层为沟道提供更强的应力作用，进一步提高载流子的迁移率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种鳍式场效应晶体管及其源漏区的制造方法，提高源漏区的应力作用。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种鳍式场效应晶体管源漏区的制造方法，包括步骤：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行源漏区外延前的前烘，以去除鳍上源漏区的自然氧化层，并在前烘的腔室中对源漏区进行回流；进行源漏区的外延生长。可选的，前烘的气体为H2、或者H2与HCl、NH4F或GeH4的混合气体、或者HF与N2的混合气体。可选的，去除自然氧化层时，腔室内气体的压强为20-2000托，腔体的温度为450-1150℃。可选的，对源漏区进行回流时，腔室内气体的压强为50毫托-200托，腔体的温度为450-1150℃。可选的，去除自然氧化层时，腔室内气体的压强为250-1000托，腔体的温度为700-850℃。可选的，对源漏区进行回流时，腔室内气体的压强为1-100托，腔体的温度为700-850℃。可选的，进行源漏区的外延生长的步骤还包括：同时进行原位掺杂。此外，本专利技术还提供了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，利用上述任一制造方法形成源漏区。本专利技术实施例的鳍式场效应晶体管及其鳍的制造方法，在源漏区外延之前，进行自然氧化层去除的前烘的腔室中，进行源漏区回流的步骤，使得源漏区鳍的高度降低，进而外延后使得源漏区的大部分材料都为外延层，提高外延层在源漏区的比例，从而为沟道提供更大的应力。同时，回流后鳍的原子重新排列，降低了鳍中的缺陷，从而提高了后续外延层的质量。此外，该方法无需额外的工艺步骤，避免了对沟道区的损伤，使得后续外延的质量更高，该回流工艺较其他刻蚀工艺更容易控制，增大了工艺窗口。进一步地，回流后再进行原位掺杂的外延源漏可以使源漏延伸区的掺杂更加均匀，从而降低源漏延伸区的电阻，使源漏延伸区与沟道之间形成较陡的结，有利于得到较好的电学特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术的鳍式场效应晶体管源漏区的制造方法的流程图；图2-图3为根据本专利技术实施例制造鳍式场效应晶体管的各个制造过程中的立体结构示意图；图4A和4B分别为常规的源漏区制造工艺、本专利技术实施例的源漏区制造工艺形成的外延源漏在显微镜下的截面示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。本专利技术提出了一种鳍式场效应晶体管源漏区的制造方法，包括：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行源漏区外延前的前烘，以去除鳍上源漏区的自然氧化层，并在前烘的腔室中对源漏区进行回流；进行源漏区的外延生长。在本专利技术中，在源漏区外延之前，进行自然氧化层去除的前烘的腔室中，进行源漏区回流的步骤，使得源漏区鳍的高度降低，进而外延后使得源漏区的大部分材料都为外延层，提高外延层在源漏区的比例，从而为沟道提供更大的应力。同时，回流后鳍的原子重新排列，降低了鳍中的缺陷，从而提高了后续外延层的质量。此外，该方法无需额外的工艺步骤，避免了对沟道区的损伤，使得后续外延的质量更高，该回流工艺较其他刻蚀工艺更容易控制，增大了工艺窗口。为了更好的理解本专利技术的技术方案和技术效果，以下将结合具体的流程示意图图1对具体的实施例进行详细的描述。首先，在步骤S01，提供衬底100，衬底100中形成有相互隔离的鳍110，参考图2所示。在本专利技术中，所述衬底100可以为Si衬底、Ge衬底、SiGe衬底、SOI(绝缘体上硅，SiliconOnInsulator)或GOI(绝缘体上锗，GermaniumOnInsulator)等，所述衬底还可以为包括其他元素半导体或化合物半导体的衬底，例如GaAs、InP或SiC等，还可以为叠层结构，例如Si/SiGe等，还可以其他外延结构，例如SGOI(绝缘体上锗硅)等。在本实施例中，所述衬底为体硅衬底，如图2所示。在一个具体的实施例中，可以通过如下步骤来提供鳍110及隔离120。首先，在体硅的衬底100上形成第一硬掩膜(图未示出)，如氮化硅；而后，采用刻蚀技术，例如RIE(反应离子刻蚀)的方法，刻蚀衬底100来形成鳍110，从而形成了衬底100上的鳍110，如图2所示。接着，进行隔离材料的填充，隔离材料例如可以为二氧化硅，接着进行平坦化，直至暴露出鳍110的上表面，而后，可以使用湿法腐蚀，例如用氢氟酸腐蚀去除一定厚度的二氧化硅的隔离材料，保留部分的隔离材料在鳍110之间，从而形成了隔离120，如图2所示。而后，在步骤S02，进行源漏区外延前的前烘，以去除鳍上源漏区的自然氧化层，并在前烘的腔室中对源漏区进行回流。在进行外延源漏区的工艺之前，如图3所示，通常在鳍上已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管源漏区的制造方法，其特征在于，包括步骤：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行源漏区外延前的前烘，以去除鳍上源漏区的自然氧化层，并在前烘的腔室中对源漏区进行回流；进行源漏区的外延生长。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应晶体管源漏区的制造方法，其特征在于，包括步骤：
提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；
进行源漏区外延前的前烘，以去除鳍上源漏区的自然氧化层，并在前
烘的腔室中对源漏区进行回流；
进行源漏区的外延生长。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，前烘的气体为H2、
或者H2与HCl、NH4F或GeH4的混合气体、或者HF与N2的混合气体。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，去除自然氧化层时，
腔室内气体的压强为20-2000托，腔体的温度为450-1150℃。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，对源漏区进行回...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦长亮，殷华湘，李俊峰，赵超，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11