[发明专利]环栅场效应晶体管及其形成方法

说明书

本发明提供一种环栅场效应晶体管及其形成方法，其中，形成方法包括：去除所述第一伪栅结构，在介质结构内形成第一凹槽；去除所述第一凹槽所暴露出的第一牺牲层，形成位于第一半导体层底部的第一通孔，且所述第一通孔的侧壁暴露出部分第一源漏掺杂层；在所述第一通孔所暴露出的第一源漏掺杂层上形成第一阻挡层；在所述第一凹槽和第一通孔内分别填充第一栅极结构。所述形成方法在第一源漏掺杂层与第一栅极结构之间形成第一阻挡层，所述第一阻挡层改善接面漏电流，由此提高了环栅场效应晶体管的电学稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种环栅场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，环栅场效应晶体管朝着更高的元件密度，以及更高的集成度的方向发展，平面晶体管的栅极尺寸也越来越短，传统的平面晶体管对沟道电流的控制能力变弱，产生短沟道效应，产生漏电流，最终影响环栅场效应晶体管的电学性能。

环栅(gate-all-around)场效应晶体管可以有效地控制短沟道效应(ShortChanel Effect)，由于器件沟道被栅极包围环绕，有助于增强环栅场效应晶体管的栅极调制能力，改善亚阈值特性，从而有效抑制短沟道效应，使得晶体管的尺寸得以进一步缩小；同时利于减薄栅介质厚度的要求，从而减小栅极漏电流。

然而，随着环栅场效应晶体管的密度提高，尺寸缩小，环栅场效应晶体管的制造工艺难度提高，而所形成的环栅场效应晶体管的性能变差，可靠性下降。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种环栅场效应晶体管及其形成方法，通过在第一栅极结构与第一源漏掺杂层之间形成第一阻挡层，由此提高了环栅场效应晶体管的整体性能，利于提高器件集成度。

为解决上述问题，本发明提供一种环栅场效应晶体管的形成方法，包括：提供基底，所述基底上具有若干重叠的第一叠层结构，且所述第一叠层结构包括第一牺牲层和位于所述第一牺牲层上的第一半导体层；形成横跨所述第一叠层结构的第一伪栅结构和位于所述第一伪栅结构侧壁的第一侧墙，所述第一伪栅结构位于部分基底上，且覆盖所述第一叠层结构的部分侧壁和顶部表面；在所述第一伪栅结构和第一侧墙两侧的第一叠层结构内形成第一源漏掺杂层；在所述基底上形成覆盖所述第一叠层结构和第一源漏掺杂层的介质结构，且所述介质结构暴露出所述第一伪栅结构和所述第一侧墙的顶部表面；去除所述第一伪栅结构，在所述介质结构内形成第一凹槽；去除所述第一凹槽所暴露出的第一牺牲层，形成位于所述第一半导体层底部的第一通孔，且所述第一通孔的侧壁暴露出部分第一源漏掺杂层；在所述第一通孔所暴露出的第一源漏掺杂层上形成第一阻挡层；在所述第一凹槽和第一通孔内分别填充第一栅极结构。

可选的，所述基底包括具有核心区的衬底、位于所述核心区上的第一鳍部、以及覆盖所述第一鳍部侧壁的隔离结构；所述第一叠层结构位于所述第一鳍部上。

可选的，所述第一牺牲层的材料包括SiB、SiGe、SiC、SiP、SiAs、SiGeB、SiCB、GaN、lnAs或InP；第一半导体层的材料包括SiB、SiGe、SiC、SiP、SiAs、SiGeB、SiCB、GaN、lnAs或InP，且所述第一半导体层的材料与所述第一牺牲层的材料不同。

可选的，所述第一阻挡层的材料包括氧化硅或氮氧化硅。

可选的，所述第一阻挡层的厚度为8埃～45埃。

可选的，采用湿法刻蚀工艺形成所述第一通孔。

可选的，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀药液包括HCl。

可选的，所述第一源漏掺杂层内具有掺杂离子，所述第一源漏掺杂层的掺杂离子浓度为5.0E20atom/cm³～1.0E22atom/cm³。