[发明专利]制备准SOI源漏多栅器件的方法

权利要求书

1.一种制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

（1）通过光刻和刻蚀，以第一半导体材料为衬底，在其上形成Fin条形状的有源区；

（2）通过进行STI形成STI隔离层，所述STI的回填材料为绝缘介质，通过化学气相淀积技术、化学机械抛光技术和刻蚀形成STI隔离层，衬底的Fin条的高度为H1；

（3）在衬底上依次淀积栅介质层和栅材料层，采用前栅工艺或者后栅工艺通过光刻和刻蚀形成栅叠层结构，其中前栅工艺形成的栅叠层结构为真栅，后栅工艺形成的栅叠层结构为假栅；

（4）通过注入技术形成源漏延伸区的掺杂结构，并在栅叠层结构两侧形成宽度为L1的第一层侧墙；

（5）形成U型、Σ型或S型凹陷源漏结构；

（6）通过化学气相淀积技术淀积准SOI源漏隔离层，再通过化学机械抛光技术平坦化所述准SOI源漏隔离层，停止在栅材料层上，然后通过刻蚀回刻或者各向同性湿法腐蚀回漂所述准SOI源漏隔离层，在凹陷源漏结构的上面形成厚度为H5的准SOI源漏隔离层，其中所述准SOI源漏隔离层的材料与第一层侧墙的材料不同；

（7）原位掺杂外延第二半导体材料，形成源漏，进行退火激活；

（8）若步骤（3）采用前栅工艺，直接进入步骤（9）；若采用后栅工艺，则将作为假栅牺牲层的栅叠层结构去掉，重新进行高k金属栅的淀积，具体为首先通过各向同性湿法腐蚀去掉假栅牺牲层，其次通过原子层淀积重新形成具有高介电常数的栅介质层，然后通过原子层淀积或者物理气相淀积物理气相淀积重新形成栅材料层，最后通过化学机械抛光技术平坦化栅材料层；

（9）形成接触和金属互联。

2.如权利要求1所述制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，所述第一半导体材料为四族半导体材料或者三五族半导体材料。

3.如权利要求1所述制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，所述刻蚀为各向异性干法刻蚀方法，所述各向异性干法刻蚀以光刻胶或者硬掩膜为阻挡层进行刻蚀，其中的硬掩膜为氧化硅或者氮化硅。

4.如权利要求1所述制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，在所述步骤（2）进行STI隔离之后，保留衬底Fin条顶部的硬掩膜，最终形成双栅结构器件；或者去除衬底Fin条顶部的硬掩膜，最终形成三栅结构器件。

5.如权利要求1所述制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，所述步骤（3）包括如下步骤：首先热氧化在衬底上形成一层氧化物作为栅介质层，其次采用低压化学气相淀积并化学机械抛光技术平坦化形成栅材料层，然后采用低压化学气相淀积形成栅硬掩膜层，最后光刻和刻蚀栅介质层、栅材料层和栅硬掩膜层形成栅叠层结构；其中：栅介质是通过氧化和后续退火形成的衬底材料的氧化物或氮氧化合物，或者是通过原子层淀积形成的高介电常数介质材料，或者是衬底材料的氧化物或氮氧化合物与高介电常数介质材料的组合物；栅材料为通过化学气相淀积技术形成的多晶硅，或者是通过原子层淀积或物理气相淀积物理气相淀积形成的导电材料，所述导电材料为氮化钛、氮化钽、钛或铝。

6.如权利要求1所述制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，所述步骤（4）形成源漏延伸区的掺杂结构采用的注入技术为束线离子注入技术、等离子体掺杂技术或者单分子层淀积掺杂技术；所述栅叠层两侧的第一层侧墙的材料为氮化硅，通过化学气相淀积技术和各向异性干法刻蚀而形成。

7.如权利要求1所述制备准SOI源漏多栅器件的方法，其特征在于，所述步骤（5）中的U型凹陷源漏结构是通过刻蚀，使得衬底的Fin条被完全刻蚀，刻蚀深度为H1，Fin条底部以下的刻蚀深度为H2而形成；所述Σ型凹陷源漏结构是在所述U型凹陷源漏结构的基础上继续使用TMAH腐蚀液采用各向异性湿法腐蚀衬底，腐蚀深度为H3，当H3大于H2时形成；所述S型凹陷源漏结构是在所述U型凹陷源漏结构的基础上，首先通过化学气相淀积技术和各向异性干法刻蚀形成宽度为L2的第二层侧墙，第二层侧墙的材料与第一层侧墙的材料不同且对其第一半导体材料具有1:5以上的各向异性干法刻蚀选择比，其次通过各向同性干法刻蚀衬底，纵向刻蚀深度为H4，横向刻蚀宽度为L3，当L3大于L2时形成，同时通过各向同性湿法腐蚀去掉第二层侧墙。