[发明专利]双沟道FinFET器件及其制造方法

说明书

本发明提出了一种双沟道FinFET器件及其制造方法，石墨烯与基片之间具有良好的界面性质，当对石墨烯进行单侧氟化后所得到的氟化石墨烯不仅具有高的致密性与结构强度，而且可以从金属性半导体转变为二维绝缘材料，因此将氟化石墨烯作为界面钝化层应用于FET器件中。由于氟化石墨烯能够有效抑制界面互扩散行为，尤其是抑制氧原子向基片的扩散，避免不稳定氧化物以及界面缺陷所导致的电荷陷阱的形成，使器件性能得到很大提升，栅极漏电流能够大幅度降低。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种双沟道FinFET器件及其制造方法。

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，由于围绕有源区的半导体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。

FinFET器件称为鳍式场效晶体管(Fin Field-EffectTransistor；FinFET)是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管。FinFET器件是通常构建在大块半导体基板或绝缘体上半导体(SOI)基板上的非平面的结构，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器件是场效应晶体管(FET)，其可以包括垂直半导体鳍片，而不是具有围绕鳍片卷绕的单态、双态或三态栅极的平面的半导体表面。由于FinFET具有功耗低，尺寸更小的优点，现已受到业界的广泛重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双沟道FinFET器件及其制造方法，形成双沟 道，利用石墨烯作为界面钝化层能够有效的抑制界面互扩散行为。

为了实现上述目的本发明提出了一种双沟道FinFET器件，包括：基片、第一沟道、源漏区、第一钝化层、第二沟道、第二钝化层及栅极结构，其中，所述第一沟道及源漏区均形成在所述基片内，所述源漏区分别位于所述第一沟道的两端，所述第一钝化层、第二沟道、第二钝化层及栅极结构依次形成在所述第一沟道及源漏区上，所述第一钝化层和第二钝化层为氟化石墨烯，第二沟道为石墨烯。

进一步的，在所述的双沟道FinFET器件中，所述栅极结构包括栅介质层、栅极及侧墙，所述栅介质层形成在所述第二钝化层上，所述栅极形成在所述栅介质层上，所述侧墙形成在所述栅介质层及栅极的两侧。

进一步的，在所述的双沟道FinFET器件中，所述栅介质层为二氧化硅、氧化铝、氧化锆或氧化铪，其厚度范围是1nm～3nm。

进一步的，在所述的双沟道FinFET器件中，所述栅极材质为NiAu或CrAu，其厚度范围是100nm～300nm。

进一步的，在所述的双沟道FinFET器件中，还包括源漏电极，所述源漏电极形成在所述侧墙的两侧，位于所述源漏区之上。

进一步的，在所述的双沟道FinFET器件中，所述基片为绝缘体上硅或者绝缘体上锗。

在本发明中，还提出了一种双沟道FinFET器件的制造方法，包括步骤：

提供基片，所述基片上形成有鳍形结构；

在所述鳍形结构上依次形成第一钝化层、第二沟道、第二钝化层、栅介质层及栅极，所述第一钝化层和第二钝化层均为氟化石墨烯，第二沟道为石墨烯；

在所述基片内形成源漏区，所述源漏区位于所述栅极两侧的基片内；

在所述栅极及栅介质层两侧形成侧墙。

进一步的，在所述的双沟道FinFET器件的制造方法中，所述第一钝化层的形成步骤包括：