[发明专利]具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺，特别涉及一种具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

自集成电路发明以来，其性能一直稳步提高。性能的提高主要是通过不断缩小集成电路器件的尺寸来实现的。目前，集成电路器件(如MOSFET)的特征尺寸已缩小到纳米尺度。在此尺度下，各种基本的和实际的限制开始出现，使得建立在硅平面CMOS技术之上的集成电路技术的发展正遭受前所未有的挑战。一般认为，经过努力，CMOS技术仍有可能推进到20纳米甚至10纳米技术节点，但在45纳米节点之后，传统的平面CMOS技术将很难进一步发展，新的技术必须适时产生。在所提出的各种新技术当中，多栅MOS器件技术被认为是最有希望在亚45纳米节点后得到应用的技术。与传统单栅器件相比，多栅器件具有更强的短沟道抑制能力，更好的亚阈特性、更高的驱动能力以及能带来更高的电路密度。

当前，正在对包括具有鳍型沟道结构的晶体管即所谓的鳍型场效应晶体管(finFET)的多栅MOS器件进行研究，鳍型沟道结构利用薄鳍作为沟道，鳍型场效应晶体管可以抑制传统平面晶体管中存在的短沟道效应且同时可以增大工作电流。具有周围栅极(gate all around，GAA)结构的鳍型场效应晶体管作为一项正在研究的新兴技术，关于其的结构设计及制造方法都有待提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管及其制造方法。

本发明提供一种具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法，包括：提供初锗硅衬底；刻蚀所述初锗硅衬底，以形成锗硅衬底及位于所述锗硅衬底上的柱结构，所述柱结构包括靠近所述锗硅衬底的下柱结构及位于所述下柱结构上的上柱结构；形成阻挡层，所述阻挡层覆盖所述锗硅衬底及下柱结构，同时，露出上柱结构；对上柱结构进行氧化处理，以形成鳍柱及位于所述鳍柱表面的二氧化硅层，所述鳍柱包括靠近所述下柱结构的下鳍柱及位于所述下鳍柱上的上鳍柱；形成锗硅层，所述锗硅层覆盖所述阻挡层及二氧化硅层；刻蚀所述锗硅层及二氧化硅层以形成栅极结构，所述栅极结构位于所述下鳍柱表面，同时，暴露出阻挡层及上鳍柱；移除所述阻挡层，暴露出锗硅衬底及下柱结构；对所述上鳍柱、下柱结构及锗硅衬底的表面进行离子注入工艺，以形成源漏极。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，所述栅极结构包括：紧靠所述下鳍柱的第一部分；及与所述第一部分连接且与所述第一部分的夹角为90度的第二部分。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，所述第一部分包括：紧靠所述下鳍柱表面的二氧化硅层及紧靠所述二氧化硅层表面的锗硅层；所述第二部分包括：锗硅层。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，所述漏极通过对所述上鳍柱进行离子注入工艺而形成；所述源极通过对所述下柱结构及锗硅衬底的表面进行离子注入工艺而形成。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，刻蚀所述初锗硅衬底，以形成锗硅衬底及位于所述锗硅衬底上的柱结构的步骤包括：对所述初锗硅衬底进行刻蚀，以形成锗硅衬底及位于所述锗硅衬底上的初柱结构；在温度为600℃～1500℃下，利用氢气对所述初柱结构进行刻蚀，以形成柱结构。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，刻蚀所述锗硅层及二氧化硅层以形成栅极结构的步骤包括：对所述锗硅层进行刻蚀，暴露出所述阻挡层；对所述锗硅层及二氧化硅层进行刻蚀，暴露出上鳍柱，并形成栅极结构。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，还包括：在形成源漏极的步骤之后，对所述栅极结构、漏极及源极进行自对准处理，以在所述栅极结构、源极及漏极表面形成自对准硅化物。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，还包括：在对所述栅极结构、漏极及源极进行自对准处理步骤之后，形成层间介质层，以隔离所述栅极结构、漏极及源极。

可选的，在所述的具有周围栅极结构的鳍型场效应晶体管的制造方法中，还包括：在形成层间介质层步骤之后，在所述层间介质层中形成连接栅极结构的第一接触孔及连接源极的第二接触孔。