一种晶体管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种晶体管的制造方法，涉及半导体技术领域，用于在沟道的材质含有锗的情况下，提高包括该沟道的晶体管的工作性能。所述晶体管的制造方法包括：在基底上形成晶体管包括的沟道、以及至少位于沟道上的硅层。沟道的材质含有锗。硅层中含有由沟道中扩散出的锗原子。对硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理，直至位于硅层中的锗原子的浓度降低至预设阈值。预设阈值。预设阈值。

A manufacturing method of transistor

【技术实现步骤摘要】
一种晶体管的制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶体管的制造方法。

技术介绍

[0002]在半导体领域，锗硅或锗材料具有较高的载流子迁移率。同时，锗的禁带宽度比硅的禁带宽度小。基于此，当利用锗硅或锗材料制造晶体管包括的沟道时，利于晶体管具有更大的驱动电流、更快的开关速度以及更低的驱动电压，从而使得锗硅或锗材料成为了沟道材料的主要候选之一。
[0003]但是，采用现有的制造方法并利用锗硅或锗材料制造晶体管包括的沟道时，容易导致晶体管的工作性能较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种晶体管的制造方法，用于在沟道的材质含有锗的情况下，提高包括该沟道的晶体管的工作性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种晶体管的制造方法，该晶体管的制造方法包括：
[0006]在基底上形成晶体管包括的沟道、以及至少位于沟道上的硅层。沟道的材质含有锗。硅层中含有由沟道中扩散出的锗原子。
[0007]对硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理，直至位于硅层中的锗原子的浓度降低至预设阈值。
[0008]与现有技术相比，本专利技术提供的晶体管的制造方法所制造的晶体管，其包括的沟道的材质含有锗。并且，在基底上形成了该沟道后，还至少在该沟道上形成了硅层。此时，硅层可以将沟道与外界环境隔离开，从而可以解决在制造过程中因沟道中的锗原子直接暴露在外界环境下形成不稳定且易水解的氧化锗而使得沟道的界面态较高的问题。此外，在实际的制造过程中，在上述沟道上形成上述硅层时，因形成温度较高等因素会导致沟道中的锗原子会扩散到硅层中，该部分锗原子依然容易与空气中的水蒸气等反应形成上述氧化锗而导致界面态较差。在此情况下，本专利技术提供的制造方法在形成硅层后，还对硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理。具体的，以通过低温氧化处理将硅层中的部分锗原子和硅原子与氧原子反应、并通过退火处理将与氧原子反应的锗原子挥发掉的方式将硅层中的锗原子的浓度降低至预设阈值，从而可以获得优质的界面特性，改善晶体管的电学性能，进而提高晶体管的工作性能。
附图说明
[0009]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0010]图1为本专利技术实施例提供的晶体管的制造方法流程图；
[0011]图2为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为平面晶体管的情况下，在基底上形成沟道和硅层后的结构断面图；
[0012]图3为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，在基底上形成沟道和硅层后的结构沿沟道长度方向的断面图；
[0013]图4为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，在基底上形成沟道和硅层后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0014]图5为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为环栅晶体管的情况下，在基底上形成沟道和硅层后的结构沿沟道长度方向的断面图；
[0015]图6为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为环栅晶体管的情况下，在基底上形成沟道和硅层后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0016]图7为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为平面晶体管的情况下，对硅层进行低温氧化处理后的结构断面图；
[0017]图8为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，对硅层进行低温氧化处理后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0018]图9为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为环栅晶体管的情况下，对硅层进行低温氧化处理后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0019]图10为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为平面晶体管的情况下，对形成有氧化物混合层的硅层进行退火处理后的结构断面图；
[0020]图11为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，对形成有氧化物混合层的硅层进行退火处理后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0021]图12为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为环栅晶体管的情况下，对形成有氧化物混合层的硅层进行退火处理后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0022]图13为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为平面晶体管的情况下，对硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理后的一种结构断面图；
[0023]图14为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，对硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理后的一种结构垂直于沟道方向的断面图；
[0024]图15为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为环栅晶体管的情况下，对硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理后的一种结构垂直于沟道方向的断面图；
[0025]图16为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为平面晶体管的情况下，在硅层上形成界面层后的结构断面图；
[0026]图17为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，在硅层上形成界面层后的结构垂直于沟道方向的断面图；
[0027]图18为本专利技术实施例中在所制造的晶体管为环栅晶体管的情况下，在硅层上形成界面层后的结构垂直于沟道方向的断面图。
[0028]附图标记：11为基底，12为沟道，13为硅层，14为氧化物混合层，15为第二氧化层，151为第一氧化层，16为界面层，17为浅槽隔离，18为源区，19为漏区，20为介电层，21为侧墙。
具体实施方式
[0029]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0030]在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0031]在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体管的制造方法，其特征在于，包括：在基底上形成所述晶体管包括的沟道、以及至少位于所述沟道上的硅层；所述沟道的材质含有锗；所述硅层中含有由所述沟道中扩散出的锗原子；对所述硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理，直至位于所述硅层中的锗原子的浓度降低至预设阈值。2.根据权利要求1所述的晶体管的制造方法，其特征在于，所述对所述硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理，包括：对所述硅层进行所述低温氧化处理，以降低位于所述硅层中的锗原子的浓度、且在所述硅层的表面形成氧化物混合层；所述氧化物混合层的材质包括锗的氧化物和硅的氧化物；对形成有所述氧化物混合层的所述硅层进行所述退火处理，以使所述氧化物混合层形成第一氧化层、且使所述硅层中剩余的至少部分锗原子移动至所述硅层靠近所述第一氧化层的表面；所述第一氧化层的材质为所述硅的氧化物；重复上述操作，直至位于所述硅层中的锗原子的浓度降低至所述预设阈值；经交替循环的所述低温氧化处理和所述退火处理后所述硅层上形成有第二氧化层；所述第二氧化层包括至少一层第一氧化层。3.根据权利要求2所述的晶体管的制造方法，其特征在于，在上述操作的执行次数大于等于2的情况下，在对所述硅层进行所述低温氧化处理前，所述晶体管的制造方法还包括：去除所述第一氧化层。4.根据权利要求2或3所述的晶体管的制造方法，其特征在于，所述对所述硅层进行交替循环的低温氧化处理和退火处理后，所述晶体管的制造方法还包括：去除所述第二氧化层；在所述硅层上形成界面层。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永亮，毛晓烔，程晓红，马雪丽，罗军，王文武，
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：