[发明专利]FinFET器件的制造方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种FinFET器件的制造方法及结构。

背景技术

MOSFET(金属氧化半导体场效应晶体管)是大部分半导体器件的主要构件，当沟道长度小于100nm时，传统的MOSFET中，由于围绕有源区的硅衬底的半导体材料使源极和漏极区间互动，漏极与源极的距离也随之缩短，产生短沟道效应，这样一来栅极对沟道的控制能力变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，如此便使亚阀值漏电(Subthrehhold leakage)现象更容易发生。

鳍形场效晶体管(Fin Field effect transistor，FinFET)是一种新的金属氧化半导体场效应晶体管，其结构通常在绝缘体上硅(SOI)基片上形成，包括狭窄而孤立的硅条(即垂直型的沟道结构，也称鳍片)，鳍片两侧带有栅极结构。FinFET结构使得器件更小，性能更高。

如图1所示，现有技术中一种FinFET器件的结构，包括：SOI衬底10、源极11、漏极12、鳍形应变硅沟道区13、以及围绕在鳍形应变硅沟道区13两侧及上方的导电栅极结构14。其中，源极11、漏极12与鳍形应变硅沟道区13，是通过图案化覆盖于SOI衬底电介质层上的应变硅层以及离子注入工艺获得，所述鳍形应变硅沟道区13通常为长方状或方状的，即其与源极11区和漏极12区呈“H”字形。所述鳍形应变硅沟道区13厚度极薄，且其凸出的三个面均为受控面，受到栅极的控制。这样，栅极就可以较为容易的在沟道区构造出全耗尽结构，彻底切断沟道的导电通路。

随着半导体业界向22nm技术节点挺进，要求制造的FinFET器件具有更小尺寸和更高驱动电流，然而，现有技术的FinFET器件制造已经不能满足此要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FinFET器件的制造方法及结构，通过增大鳍形应变硅沟道的宽长比，显著提高器件的驱动电流。

为解决上述问题，本发明提出一种FinFET器件的制造方法，包括：

提供硅衬底，在所述硅衬底上形成应变硅层；

图案化所述应变硅层，形成源区和漏区以及位于所述源区和漏区之间的沙漏状的鳍形应变硅沟道区；

形成围绕在所述沙漏状的鳍形应变硅沟道区两侧和上方的栅极结构；

以所述栅极结构为掩膜，对所述源区和漏区进行源/漏极离子注入，形成源极和漏极。

进一步的，对所述源区和漏区进行源/漏极离子注入之前或之后，还包括：以所述栅极结构为掩膜，对所述源区和漏区进行轻掺杂源/漏区离子注入，形成轻掺杂源/漏极延伸区。

进一步的，所述硅衬底为绝缘体上硅衬底或纯硅衬底。

相应的，本发明还提供一种FinFET器件结构，包括：

硅衬底；

位于所述硅体衬底上的源极和漏极；

位于所述源极与漏极之间的沙漏状的鳍形应变硅沟道区；以及，

围绕在所述沙漏状的鳍形应变硅沟道区的两侧及上方的栅极结构。

与现有技术相比，本发明提供的FinFET器件的制造方法及结构，采用沙漏状的鳍形应变硅沟道区替换传统的长方状或方状的鳍形应变硅沟道区，增大了鳍形应变硅沟道的宽长比，使得FinFET器件的驱动电流显著提高，制造工艺简单。

附图说明

图1是现有技术的一种FinFET器件的结构示意图；

图2是本发明具体实施例的FinFET器件制造工艺的流程图；

图3A至3D是本发明具体实施例的FinFET器件制造工艺的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的FinFET器件的制造方法作进一步详细说明。

如图2所示，本发明提出一种FinFET器件的制造方法，包括：

S201，提供硅衬底衬底，在所述硅衬底衬底上形成应变硅层；

S202，图案化所述应变硅层，形成源区和漏区以及位于所述源区和漏区之间的沙漏状的鳍形应变硅沟道区；

S203，形成围绕在所述沙漏状的鳍形应变硅沟道区两侧和上方的栅极结构；

S204，以所述栅极结构为掩膜，对所述源区和漏区进行源/漏极离子注入，形成源极和漏极。

下面结合附图3A～3D对图2所示的S201～S204步骤作进一步详细说明。

S201，提供硅衬底，在所述硅衬底上形成应变硅层。