[发明专利]一种FinFET制造工艺

说明书

本发明提供了一种FinFET制造工艺，包括以下步骤：形成若干鳍片、沟槽隔离层以及各鳍片的侧壁层，相邻鳍片的间距包括第一距离和第二距离；采用倾斜离子注入工艺以使被注入区域形成阻挡层，并且当相邻鳍片间距为所述第一距离时，两鳍片相对的侧壁层上只有部分区域被注入；当相邻鳍片间距为所述第二距离时，两鳍片相对的侧壁层上全部区域被注入，两鳍片间的沟槽隔离层上至少有部分区域被注入。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，更详细地说，本发明涉及一种FinFET制造工艺。

背景技术

随着半导体工业对于更高的器件密度、更好的性能以及更低的成本的探索和追求，传统的平面器件已经不能满足纳米工艺技术的要求，从而在制造和设计上促使了三维设计的发展，例如鳍式场效应晶体管(FinField-Effect Transistor，FinFET)。

FinFET的结构不同于传统平面工艺的MOSFET，其具有从衬底延伸的垂直设置的半导体鳍片(Fin)，在鳍片上环绕栅极叠层，从而在鳍片上形成FinFET的沟道，鳍片两端作为源漏区域。相对于平面工艺器件，其不但使器件尺寸得以进一步缩小，而且能够减小短沟道效应。

目前FinFET虽然已经有用于量产的成熟工艺，但仍有许多制程和工艺细节有待探索和改进，如鳍片的外延生长工艺就是其中之一。鳍片的外延生长，如PMOS的源漏区域的SiGe外延生长，对于FinFET器件有着重要的影响，PMOS源漏极区域的SiGe外延具有围绕鳍片的较大晶格常数，因而在PMOS中会产生压缩应变，从而提高器件的驱动电流。当外延体积越大，相应地就会有更高的压缩应变，并且外延体积越大更有利于降低接触电阻。但是外延生长过大，也同时会伴随负面影响，在外延生长过程中其沿晶向除了会有相对于基片的垂直生长，还会有平行于基片的横向生长，当相邻鳍片上的外延横向生长直至合并后，就造成了该两片鳍片的短路，这是一个必须避免的问题，因此外延体积和避免短路是本领域技术人员需要折衷考虑的矛盾。

另一方面，在FinFET中某些单一的MOS管(如4T-Finfet)会设置多条鳍片，因为是共同作为源极或漏极，所有这多条鳍片是可以短接的，这样在源漏区域生长外延就无需担心短接的问题，而尽可能使它们合并以获得更大的外延体积。这时候问题就变成了，希望在同一MOS中，外延生长的体积更大，同时要避免不同MOS间鳍片的外延短路问题。在工艺制程中，如果所有鳍片(无论同一MOS中的还是不同MOS中的)没有做差异化处理，那么所有鳍片在外延生长时的状态都是一样的(这里忽略由于加工设备所引起片内均匀性问题)，这样的话，倘若对不同鳍片做一些差异化处理，使得同一MOS内相邻鳍片的外延生长快于两MOS间相邻鳍片的外延横向生长，或者两MOS间相邻鳍片的外延横向生长慢于同一MOS内相邻鳍片的外延生长，那么就在同一MOS内获得尽可能大的外延晶体，同时又避免了不同MOS间的外延短路。

目前针对上述问题，本领域技术人员从常规技术手段考虑，很容易通过光刻的方式来对不同区域进行针对性的处理，但是这样的话会造成成本的大幅上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，即是根据鳍片所处的位置，对于鳍片做差异化处理，从而使得同一MOS内相邻鳍片的外延生长快于两MOS间相邻鳍片的外延横向生长，或者两MOS间相邻鳍片的外延横向生长慢于同一MOS内相邻鳍片的外延生长。

为此，本发明提供了一种FinFET制造工艺，包括以下步骤：

形成若干鳍片、沟槽隔离层以及各鳍片的侧壁层，相邻鳍片的间距包括第一距离和第二距离；

采用倾斜离子注入工艺以使被注入区域形成阻挡层，并且当相邻鳍片间距为所述第一距离时，两鳍片相对的侧壁层上只有部分区域被注入；当相邻鳍片间距为所述第二距离时，两鳍片相对的侧壁层上全部区域被注入，两鳍片间的沟槽隔离层上至少有部分区域被注入；

进一步地，在所述倾斜离子注入工艺完成后还包括以下步骤：

形成牺牲层，使所述鳍片部分地突出于所述牺牲层外；