消除环栅纳米片沟道损伤的方法技术

本发明专利技术提供一种消除环栅纳米片沟道损伤的方法，方法包括：在衬底上依次交替形成两个以上的沟道层和一个以上的牺牲层，以形成沟道叠层；在衬底上形成跨沟道叠层的假栅，并在假栅的表面形成第一侧墙；对牺牲层进行刻蚀，以在沟道叠层的侧表面上形成内凹结构，并在内凹结构内形成第二侧墙；在沟道叠层的两侧分别制备源极和漏极；当沟道叠层中的沟道层与假栅接触时，对假栅和相邻的沟道层进行刻蚀，直至牺牲层暴露；再对牺牲层进行刻蚀，以形成环栅制备空间；在环栅制备空间内制备环形的金属栅，以形成环栅器件。本发明专利技术提供的消除环栅纳米片沟道损伤的方法，能够有效的消除环栅器件中的纳米片沟道损伤，提高器件性能。提高器件性能。提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】
消除环栅纳米片沟道损伤的方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件制备
，尤其涉及一种消除环栅纳米片沟道损伤的方法。

技术介绍

[0002]在环栅结构制作工艺中，第一根纳米片往往会在伪栅刻蚀、注入等工艺步骤中受到晶格或者物理尺度上的损伤，造成环栅器件的有效电流下降。另一方面，在环栅工艺中，当Lg>150nm时，第一根纳米片很容易在栅边缘产生翘曲变形。除此之外，沟道层和牺牲层具有不同的氧化特性，而且牺牲层中的部分元素在高温时很容易扩散，这就使得在随后的浅槽隔离高密度等离子体沉积形成的高温氧化过程中，鳍片边缘存在严重的扩散，而且由于氧化不同，形成不规则的沟道层/牺牲层在鳍片之间形成凹角，使后续工艺复杂化。同时浅槽隔离高密度等离子体沉积过程，由于氧化会造成沟道层鳍片底部应变聚集，而这些应变效应都可能引起第一根纳米片的晶格缺陷，最终造成环栅器件的电学性能下降。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供的消除环栅纳米片沟道损伤的方法，能够有效的消除环栅器件中的纳米片沟道损伤，提高器件性能。
[0004]本专利技术提供一种消除环栅纳米片沟道损伤的方法，所述方法包括：
[0005]在衬底上依次交替形成两个以上的沟道层和一个以上的牺牲层，以形成沟道叠层；
[0006]在衬底上形成跨所述沟道叠层的假栅，并在所述假栅的表面形成第一侧墙；
[0007]对所述牺牲层进行刻蚀，以在所述沟道叠层的侧表面上形成内凹结构，并在所述内凹结构内形成第二侧墙；
[0008]在所述沟道叠层的两侧分别制备源极和漏极；
[0009]当所述沟道叠层中的沟道层与假栅接触时，对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀，直至牺牲层暴露；再对所述牺牲层进行刻蚀，以形成环栅制备空间；
[0010]在所述环栅制备空间内制备环形的金属栅，以形成环栅器件。
[0011]可选地，对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀，直至牺牲层暴露包括：
[0012]依次对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀；
[0013]采用与所述第二侧墙相同的材料形成第一介质膜层；
[0014]对所述第一介质膜层对应所述牺牲层的区域进行刻蚀，刻蚀过程中，保留对应所述第二侧墙上方的第一介质膜层。
[0015]可选地，对所述牺牲层进行刻蚀，以形成环栅制备空间包括：
[0016]对所述牺牲层进行化学刻蚀或者原子层刻蚀，以去除所述牺牲层，形成环栅制备空间。
[0017]可选地，在衬底上依次交替形成两个以上的沟道层和一个以上的牺牲层，以形成
沟道叠层包括：
[0018]在绝缘体上硅衬底上采用外延的方式交替形成硅锗膜层和硅膜层，其中，硅锗膜层为牺牲层，硅膜层为沟道层；
[0019]采用干法刻蚀工艺对所述沟道叠层进行刻蚀，以形成沿第一方向延伸的鳍片形状的沟道叠层。
[0020]可选地，在衬底上形成跨所述沟道叠层的假栅包括：
[0021]在所述衬底表面和所述沟道叠层上形成第二介质膜层；
[0022]依据所述沟道叠层的图案形状，对所述第二介质膜层进行刻蚀，以形成沿第一方向与所述沟道叠层具有台阶，沿第二方向跨过所述沟道叠层的假栅。
[0023]可选地，在所述假栅的表面形成第一侧墙包括：
[0024]在所述假栅、沟道叠层以及衬底表面形成第三介质膜层，其中，所述第三介质膜层与所述第二介质膜层具有刻蚀选择比；
[0025]对所述第三介质膜层进行刻蚀，以形成沿第一方向与所述沟道叠层侧表面对齐，围绕所述假栅侧表面并覆盖所述假栅上表面的第一侧墙。
[0026]可选地，对所述牺牲层进行刻蚀，以在所述沟道叠层的侧表面上形成内凹结构包括：
[0027]对所述牺牲层暴露的侧壁向内进行刻蚀，以形成内凹结构；其中，刻蚀深度与所述第一侧墙的厚度相等。
[0028]可选地，在所述内凹结构内形成第二侧墙包括：
[0029]形成第一介质膜层，所述第一介质膜层的厚度不小于所述内凹结构的深度；
[0030]对所述第一介质膜层进行刻蚀，以形成在第一方向上与所述沟道层对齐的第二侧墙。
[0031]可选地，对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀之前，还包括：
[0032]对器件进行平坦化，以去除假栅顶部的第三介质膜层，暴露所述假栅的上表面。
[0033]可选地，在所述环栅制备空间内制备环形的金属栅，以形成环栅器件包括：
[0034]采用原子层沉积或者气相沉积的方式，所述环形栅制备空间内形成环形的金属栅。
[0035]在专利技术提供的技术方案中，基于在制备环栅器件过程中第一个纳米片容易出现缺陷的问题，在刻蚀假栅的过程中，如果假栅的下部紧邻第一个沟道纳米片，则对该沟道纳米片进行刻蚀，优选高选择比的原子层刻蚀方式来进行。从而，将有缺陷的纳米片刻蚀掉之后，保留的纳米片均为良好的纳米片，从而，能够确保整个器件的性能。
附图说明
[0036]图1为本专利技术一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法的流程图；
[0037]图2为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法刻蚀沟道层形成的凹陷进行填充的流程图；
[0038]图3为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法刻蚀沟道叠层的流程图；
[0039]图4为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成假栅的流程图；
[0040]图5为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成第一侧墙的流程图；
[0041]图6为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成第二侧墙的流程图；
[0042]图7为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成牺牲层和沟道层后的结构图；
[0043]图8为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成沟道叠层的结构图；
[0044]图9为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成假栅和第一侧墙的结构图；
[0045]图10为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成内凹结构的结构图；
[0046]图11为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成第二侧墙的结构图；
[0047]图12为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成源漏的结构图；
[0048]图13为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法刻蚀假栅后的结构图；
[0049]图14为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法刻蚀沟道层后的结构图；
[0050]图15为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法对刻蚀沟道层形成的凹陷进行填充的结构图；
[0051]图16为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法刻蚀牺牲层后的结构图；
[0052]图17为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成金属栅后的结构图；
[0053]图18为本专利技术另一实施例消除环栅纳米片沟道损伤的方法形成金属塞的结构图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除环栅纳米片沟道损伤的方法，其特征在于，所述方法包括：在衬底上依次交替形成两个以上的沟道层和一个以上的牺牲层，以形成沟道叠层；在衬底上形成跨所述沟道叠层的假栅，并在所述假栅的表面形成第一侧墙；对所述牺牲层进行刻蚀，以在所述沟道叠层的侧表面上形成内凹结构，并在所述内凹结构内形成第二侧墙；在所述沟道叠层的两侧分别制备源极和漏极；当所述沟道叠层中的沟道层与假栅接触时，对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀，直至牺牲层暴露；再对所述牺牲层进行刻蚀，以形成环栅制备空间；在所述环栅制备空间内制备环形的金属栅，以形成环栅器件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀，直至牺牲层暴露包括：依次对所述假栅和相邻的沟道层进行刻蚀；采用与所述第二侧墙相同的材料形成第一介质膜层；对所述第一介质膜层对应所述牺牲层的区域进行刻蚀，刻蚀过程中，保留对应所述第二侧墙上方的第一介质膜层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述牺牲层进行刻蚀，以形成环栅制备空间包括：对所述牺牲层进行化学刻蚀或者原子层刻蚀，以去除所述牺牲层，形成环栅制备空间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在衬底上依次交替形成两个以上的沟道层和一个以上的牺牲层，以形成沟道叠层包括：在绝缘体上硅衬底上采用外延的方式交替形成硅锗膜层和硅膜层，其中，硅锗膜层为牺牲层，硅膜层为沟道层；采用干法刻蚀工艺对所述沟道叠层进行刻蚀，以形成沿第一方向延伸的鳍片形状的沟道叠层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娜，李俊杰，高建峰，杨涛，李俊峰，罗军，
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：