[发明专利]一种半导体器件的制作方法、半导体器件及电子装置

说明书

本发明提供一种半导体器件的制作方法、半导体器件及电子装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤a)，提供半导体衬底；步骤b)，在所述半导体衬底上形成鳍式结构；步骤c)，在所述鳍式结构上形成横跨所述鳍式结构的虚拟栅极；步骤d)，刻蚀所述鳍式结构的位于所述虚拟栅极两侧的部分至所述半导体衬底的顶表面；步骤e)，在所述顶表面上沉积底部隔离层；步骤f)，在所述底部隔离层上外延生长源区和漏区。本发明形成平面式的环绕式栅极金属氧化物半导体(GAA MOS)是3端结构，源区和漏区与体硅衬底完全隔离。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种环绕式栅极互补金属氧化物半导体器件的制作方法。

背景技术

MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构，位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区和位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管通过在栅极施加电压，调节通过栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。

随着半导体技术的发展，传统的平面式的MOS晶体管对沟道电流的控制能力变弱，造成严重的漏电流。鳍式场效应晶体管(Fin FET)是一种新兴的多栅器件，它一般包括凸出于半导体衬底表面的鳍部，覆盖部分所述鳍部的顶部表面和侧壁的栅极结构，位于栅极结构一侧的鳍部内的源区和位于栅极结构另一侧的鳍部内的漏区。

通过在鳍式场效应晶体管的形成方法中增加以下两个工艺步骤，就可以形成环绕式栅极互补金属氧化物半导体。由此，环绕式栅极纳米线金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)是鳍式场效应晶体管(FinFET)的一种可能的扩展。上述的两个工艺步骤为：步骤a)，在半导体衬底上形成硅锗/硅鳍式结构，其中，鳍式结构可以包括相互之间堆迭设置的多个硅锗层和硅层，例如，依次堆迭的硅锗层、硅层、锗硅层、硅层、锗硅层……。步骤b)，在置换金属栅工艺步骤中，选择性的去除硅锗层，然后，在去除的硅锗层和虚拟栅极的位置形成高K金属栅，这样，高K金属栅就环绕硅层，从而形成环绕式栅极金属氧化物半导体。

但是目前的平面式的环绕式栅极金属氧化物半导体(GAA MOS)仍然存在底部寄生金属氧化物半导体的问题。

因此，有必要提供一种新的制作方法，以至少部分地解决目前所存在的问题。

发明内容

针对上述问题，一方面，本发明提供一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a)，提供半导体衬底；

步骤b)，在所述半导体衬底上形成鳍式结构；

步骤c)，在所述鳍式结构上形成横跨所述鳍式结构的虚拟栅极；

步骤d)，刻蚀所述鳍式结构的位于所述虚拟栅极两侧的部分至所述半导体衬底的顶表面；

步骤e)，在所述顶表面上沉积底部隔离层；

步骤f)，在所述底部隔离层上外延生长源区和漏区。

在本发明的一个示例中，在所述步骤f)之后，还包括以下步骤：

步骤g)，在所述虚拟栅极之间沉积层间介质，并研磨所述层间介质；

步骤h)，去除所述虚拟栅极和所述虚拟栅极下方的部分所述鳍式结构；

步骤i)，在去除的所述虚拟栅极和所述虚拟栅极下方的部分所述鳍式结构的位置形成高K金属栅，所述高K金属栅环绕所述鳍式结构的未被去除的部分，以形成环绕式栅极结构。

在本发明的一个示例中，所述鳍式结构包括多个堆迭的材料层。

在本发明的一个示例中，所述多个堆迭的材料层包括硅锗层和/或硅层。