准绝缘体上硅场效应晶体管器件的制作方法技术

一种准绝缘体上硅场效应晶体管器件的制作方法，采用两次干法刻蚀，第一干法刻蚀，同时在用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的有源区第一区域，与用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管体区电极的有源区第二区域形成某一深度的凹槽，第二区域的凹槽深度满足体区电极的需求；接着保护第二区域的凹槽，对第一区域的凹槽进一步进行第二干法刻蚀以加大该凹槽深度，满足场效应晶体管源漏重掺杂区所需的掺杂多晶硅填入量。上述制作方法，兼容了场效应晶体管与体区电极的制作，减少了工艺步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种准绝缘体上硅(SOI)场效应晶体管器件的制作方法。
技术介绍
准SOI场效应晶体管，结合了场效应晶体管与SOI两者的优势，采用氧化层隔绝场效应晶体管的源漏区与半导体衬底，实现了两者之间绝缘，避免了源漏区的载流子与半导体衬底内的载流子复合；此外，场效应晶体管的沟道仍由半导体衬底充当，起到了方便场效应晶体管的热量通过半导体衬底散发出去的作用。基于上述好处，近年来，准SOI场效应晶体管越来越多使用在集成电路中。在使用过程中，为对准SOI场效应晶体管的体区施压，或将体区的信号引出，需在体区制作电极。本专利技术提供一种准SOI场效应晶体管与体区电极制作工艺兼容的准绝缘体上硅场效应晶体管器件的制作方法。
技术实现思路
本专利技术实现的目的是使得准SOI场效应晶体管与体区电极制作工艺兼容。为实现上述目的，本专利技术提供一种准绝缘体上硅场效应晶体管器件的制作方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有若干有源区，所述有源区包括：用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的第一区域，与用于形成所述准绝缘体上硅场效应晶体管的体区电极的第二区域，所述第一区域与第二区域采用浅沟槽隔离结构隔开；在所述第一区域上形成栅极结构，在所述栅极结构两侧的第一区域内形成轻掺杂区以及在所述栅极结构侧壁形成侧墙；以所述侧墙为掩膜，对所述第一区域与第二区域进行第一干法刻蚀，保留所述侧墙下的轻掺杂区并至少去除其它区域的轻掺杂区以形成凹槽；在所述凹槽内、浅沟槽隔离结构表面、侧墙以及栅极结构顶表面形成硬掩膜层，遮盖所述第二区域的硬掩膜层，回蚀所述第一区域的硬掩膜层以仅保留侧墙上的硬掩膜层以及侧墙下的轻掺杂区侧壁上的硬掩膜层；以所述第二区域上的硬掩膜层以及第一区域保留的硬掩膜层为掩膜，对所述第一区域进行第二干法刻蚀，以加大第一区域凹槽的深度；在第一区域的凹槽表面形成氧化层；去除所述第一区域与第二区域的硬掩膜层，在所述第一区域与第二区域上沉积多晶硅，回蚀所述多晶硅，第一区域保留的多晶硅用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的源漏重掺杂区，第二区域保留的多晶硅至少部分用于形成所述准绝缘体上硅场效应晶体管的体区电极；去除浅沟槽隔离结构顶部的部分多晶硅，至少使得第一区域与第二区域所保留的的多晶硅绝缘；分别对所述第一区域的多晶硅与第二区域的至少部分多晶硅进行离子注入重掺杂以对应形成场效应晶体管的源漏重掺杂区与体区电极。可选地，所述有源区为P型，对所述第二区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为P型，对所述第一区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为N型；或所述有源区为N型，对所述第二区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为N型，对所述第一区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为P型。可选地，所述栅极结构侧壁的侧墙包括第一侧墙与第二侧墙，其中，所述轻掺杂区位于所述第二侧墙下。可选地，所述第一侧墙材质为氮化硅，所述第二侧墙材质为二氧化硅。可选地，所述第一区域的轻掺杂区以及栅极结构侧壁的侧墙的形成方法为：在所述栅极结构侧壁、顶部、栅极结构两侧的第一区域、第二区域以及浅沟槽隔离结构上沉积第一侧墙材料层，回蚀所述第一侧墙材料层，以形成第一侧墙，以所述第一侧墙为掩膜对所述第一区域与第二区域进行离子注入以形成轻掺杂区；之后在所述第一侧墙、栅极结构顶部、栅极结构两侧的第一区域、第二区域以及浅沟槽隔离结构上沉积第二侧墙材料层，回蚀所述第二侧墙材料层，以形成第二侧墙。可选地，所述栅极结构顶部具有保护层。可选地，所述保护层的材质为二氧化硅。可选地，所述硬掩膜层的材质为氮化硅，所述硬掩膜层采用热磷酸去除。可选地，回蚀所述第一区域的硬掩膜层时，所述第二区域的硬掩膜层采用图形化的光刻胶层遮盖。可选地，第一区域的凹槽表面的氧化层通过热氧化法形成。可选地，所述热氧化法的温度范围为600℃～800℃。可选地，回蚀第一区域与第二区域上沉积的多晶硅前，先化学机械研磨所述多晶硅至所述栅极结构的顶部暴露出，之后再进行回蚀工序。可选地，所述第一干法刻蚀形成的凹槽与所述轻掺杂区的深度齐平。可选地，所述第一干法刻蚀形成的凹槽的深度范围为10nm～50nm。可选地，所述第二干法刻蚀形成的凹槽的深度范围为80nm～250nm。可选地，浅沟槽隔离结构顶部的部分多晶硅采用干法刻蚀实现去除。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：1)对于准SOI场效应晶体管来说，其源漏重掺杂区采用掺杂多晶硅充当，源漏轻掺杂区采用离子注入后的半导体衬底充当，沟道由导体衬底体区充当，使得源漏轻掺杂区与沟道之间无错位现象，避免了沟道中载流子在错位处复合。2)对于集成了体区电极的准SOIMOS器件来说，源漏重掺杂区与体区电极的制作工艺兼容，上述兼容包括：a)有源区第一区域与第二区域的凹槽制作工艺兼容，与b)第一区域与第二区域的凹槽在填充多晶硅时可以同时进行，其中，第一区域的凹槽填充掺杂多晶硅后形成准SOI场效应晶体管的重掺杂源漏区，第二区域的凹槽填充掺杂多晶硅后形成体区电极，该电极与位于第一区域的准SOI场效应晶体管的体区电连接。具体地，对于a)，在第一区域，为形成凹槽，需对半导体衬底进行干法刻蚀，同时，为形成由半导体衬底充当的源漏轻掺杂区，需先以栅极结构为掩膜，对半导体衬底进行轻掺杂，后在栅极结构两侧形成侧墙，以该侧墙为掩膜进行第一干法刻蚀，形成一深度至少与该轻掺杂深度齐平的凹槽；上述对第一区域进行离子注入轻掺杂以及第一干法刻蚀形成凹槽过程中，对第二区域也进行了离子注入轻掺杂以及干法刻蚀形成凹槽；有源区第一区域与第二区域之间采用浅沟槽隔离结构隔开，均为半导体衬底内的一阱区，上述第一区域与第二区域同时进行离子注入以及干法刻蚀，避免了采用掩膜板制程，较少了工序。对于b)，为达到源漏重掺杂区的填充量要求，需对栅极结构两侧的第一区域进行第二干法刻蚀以加深凹槽深度，上述第二干法刻蚀过程中，为保护保留的轻掺杂区侧壁，在上述侧壁上形成硬掩膜层；同时，为满足第二区域中，电极所需的掺杂多晶硅填充量要求，该第二干法刻蚀不再对第二区域的半导体衬底进行，为实现上述要求，第二区域在第二干法刻蚀过程中，其上覆盖有硬掩膜层；之后在加深后的凹槽表面形成氧化层，并同时在第一区域与第二区域的凹槽内填入多晶硅，并分别进行对应类型离子掺杂，以在形成晶体管的源漏重掺杂区同时形成了与晶体管体区电连接的电极。可选方案中，第一区域的凹槽表面的氧化层通过热氧化法形成，上述方案的好处在于：对于第一区域的轻掺杂区，其侧壁由硬掩膜层保护，对于第二区域的半导体衬底，其表面由也由硬掩膜层保护，此时进行炉管工艺热氧化，仅在第一区域的凹槽表面形成该氧化层，工序简单。附图说明图1至图9是本专利技术一实施例中的准绝缘体上硅场效应晶体管器件在不同制作阶段的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至图9是本专利技术一实施例中的准绝缘体上硅场效应晶体管器件在不同制作阶段的结构示意图。以下结合图1至图9所示，详细介绍该器件的制作方法。首先，参照图1所示，提供半导体衬底1，半导体衬底1具有若干有源区10，该有源区10包括：用于形成准绝缘体上硅场效应晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准绝缘体上硅场效应晶体管器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有若干有源区，所述有源区包括：用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的第一区域，与用于形成所述准绝缘体上硅场效应晶体管的体区电极的第二区域，所述第一区域与第二区域采用浅沟槽隔离结构隔开；在所述第一区域上形成栅极结构，在所述栅极结构两侧的第一区域内形成轻掺杂区以及在所述栅极结构侧壁形成侧墙；以所述侧墙为掩膜，对所述第一区域与第二区域进行第一干法刻蚀，保留所述侧墙下的轻掺杂区并至少去除其它区域的轻掺杂区以形成凹槽；在所述凹槽内、浅沟槽隔离结构表面、侧墙以及栅极结构顶表面形成硬掩膜层，遮盖所述第二区域的硬掩膜层，回蚀所述第一区域的硬掩膜层以仅保留侧墙上的硬掩膜层以及侧墙下的轻掺杂区侧壁上的硬掩膜层；以所述第二区域上的硬掩膜层以及第一区域保留的硬掩膜层为掩膜，对所述第一区域进行第二干法刻蚀，以加大第一区域凹槽的深度；在所述第一区域的凹槽表面形成氧化层；去除所述第一区域与第二区域的硬掩膜层，在所述第一区域与第二区域上沉积多晶硅，回蚀所述多晶硅，第一区域保留的多晶硅用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的源漏重掺杂区，第二区域保留的多晶硅至少部分用于形成所述准绝缘体上硅场效应晶体管的体区电极；去除浅沟槽隔离结构顶部的部分多晶硅，至少使得第一区域与第二区域所保留的的多晶硅绝缘；分别对所述第一区域的多晶硅与第二区域的至少部分多晶硅进行离子注入重掺杂以对应形成场效应晶体管的源漏重掺杂区与体区电极。...

【技术特征摘要】
1.一种准绝缘体上硅场效应晶体管器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有若干有源区，所述有源区包括：用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的第一区域，与用于形成所述准绝缘体上硅场效应晶体管的体区电极的第二区域，所述第一区域与第二区域采用浅沟槽隔离结构隔开；在所述第一区域上形成栅极结构，在所述栅极结构两侧的第一区域内形成轻掺杂区以及在所述栅极结构侧壁形成侧墙；以所述侧墙为掩膜，对所述第一区域与第二区域进行第一干法刻蚀，保留所述侧墙下的轻掺杂区并至少去除其它区域的轻掺杂区以形成凹槽；在所述凹槽内、浅沟槽隔离结构表面、侧墙以及栅极结构顶表面形成硬掩膜层，遮盖所述第二区域的硬掩膜层，回蚀所述第一区域的硬掩膜层以仅保留侧墙上的硬掩膜层以及侧墙下的轻掺杂区侧壁上的硬掩膜层；以所述第二区域上的硬掩膜层以及第一区域保留的硬掩膜层为掩膜，对所述第一区域进行第二干法刻蚀，以加大第一区域凹槽的深度；在所述第一区域的凹槽表面形成氧化层；去除所述第一区域与第二区域的硬掩膜层，在所述第一区域与第二区域上沉积多晶硅，回蚀所述多晶硅，第一区域保留的多晶硅用于形成准绝缘体上硅场效应晶体管的源漏重掺杂区，第二区域保留的多晶硅至少部分用于形成所述准绝缘体上硅场效应晶体管的体区电极；去除浅沟槽隔离结构顶部的部分多晶硅，至少使得第一区域与第二区域所保留的的多晶硅绝缘；分别对所述第一区域的多晶硅与第二区域的至少部分多晶硅进行离子注入重掺杂以对应形成场效应晶体管的源漏重掺杂区与体区电极。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述有源区为P型，对所述第二区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为P型，对所述第一区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为N型；或所述有源区为N型，对所述第二区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为N
\t型，对所述第一区域的多晶硅进行离子注入重掺杂时注入的离子为P型。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述栅极结构侧壁的侧墙包括第一侧墙与第二侧墙，其中，所述轻掺杂区...

【专利技术属性】
技术研发人员：康劲，卜伟海，王文博，吴汉明，张兴，黄如，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31