[发明专利]基于22nm工艺的抗辐照FDSOI场效应管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于22nm工艺的抗辐照FDSOI场效应管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)选取两块尺寸相同的硅片，利用干氧工艺在第一硅片上生长第一厚度的埋氧层(3)；

2)对氧化处理后的第一硅片进行氢或者氦离子注入，使得在硅片内部形成一气泡层，将第一硅片含有气泡层的一侧和第二硅片进行键合和热处理制备出FDSOI衬底；

3)通过湿法刻蚀去除FDSOI衬底上的单晶硅，对去除单晶硅后的FDSOI衬底进行P型掺杂制备P型衬底层(1)；

4)在埋氧层(3)上通过淀积的方法生长Si₃N₄牺牲层(18)；

5)通过外延法在所述Si₃N₄牺牲层(18)上生长单晶硅层(4)；

6)在单晶硅层(4)上制备三个浅槽隔离区，即第一浅槽隔离区(5)、第二浅槽隔离区(6)、第三浅槽隔离区(7)；

7)对P型衬底层(1)进行N型离子注入形成N阱(2)；

8)在单晶硅层(4)上制备Z字型栅氧化层(13)及Z字型虚拟栅：

8a)利用原子沉积ALD工艺在第二浅槽隔离区(6)、第三浅槽隔离区(7)中间部分的单晶硅层(4)上沉积高K介质材料形成22-28nm的条形栅氧化层，在条形栅的后方至第二浅槽隔离区(6)的部分和条形栅的前方至第三浅槽隔离区(7)的部分沉积高K介质材料形成22-28nm的两条水平栅氧化层，该条形栅氧化层与两条水平栅氧化层组成Z字型栅氧化层(13)；

8b)在Z字型栅氧化层(13)上面沉积盖帽层，在盖帽层上面淀积多晶硅形成Z字型虚拟栅；

9)在条形虚拟栅两侧的单晶硅层(4)上制备轻掺杂源漏区(16)；

10)在轻掺杂源漏区(16)上制备氮化硅左侧墙(14)和氮化硅右侧墙(15)；

11)对轻掺杂源漏区(16)两侧的单晶硅层(4)外延并进行掺杂，制备源极有源区(9)，源极抬起(11)和漏极有源区(10)，漏极抬起(12)；

12)通过湿法刻蚀的方式去除之前沉积的Z字型虚拟栅，在Z字型栅氧化层上沉积金属铝形成Z字型金属栅极(17)，通过退火和化学机械抛光工艺去除多余的铝金属，完成器件制作。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：步骤6)中在单晶硅层(4)上制备三个浅槽隔离区，实现如下：

6a)对单晶硅层(4)进行P型离子注入形成P型沟道，并采用干氧氧化工艺在其上生长第一SiO₂缓冲层；

6b)在第一SiO₂缓冲层上沉积第一Si₃N₄牺牲层，并在其上涂抹光刻胶；

6c)通过曝光和刻蚀去除掉部分单晶硅层(4)、第一SiO₂缓冲层、第一Si₃N₄保护层和光刻胶，以形成三个场区隔离槽；

6d)在三个场区隔离槽内分别生长SiO₂材料，以制备第一浅槽隔离区(5)、第二浅槽隔离区(6)、第三浅槽隔离区(7)。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：步骤7)中对P型衬底层(1)进行N型离子注入形成N阱(2)，实现如下：

7a)对P型衬底层(1)进行热氧化处理，以在P型衬底层(1)的表面形成第二SiO₂缓冲层；

7b)在第二SiO₂缓冲层上生长第二Si₃N₄保护层，在该第二Si₃N₄保护层上旋涂光刻胶，并通过在光刻胶上的注入窗口进行离子注入形成N阱掺杂区。

4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：步骤9)中在条形虚拟栅两侧的单晶硅层(4)上制备轻掺杂的源漏区(16)，实现如下：

9a)利用干氧工艺在条形虚拟栅表面形成第三SiO₂缓冲层，在第三SiO₂缓冲层上旋涂光刻胶；

9b)通过曝光在条形虚拟栅两侧的单晶硅层(4)上刻蚀出轻掺杂源漏区的注入窗口；

9c)在轻掺杂源漏区的注入窗口进行离子注入，以形成位于条形虚拟栅两侧的轻掺杂源漏区(16)，并去除剩余光刻胶。