[发明专利]鳍上外延沟道、鳍式场效应晶体管的制造方法

说明书

本发明公开了一种鳍式场效应晶体管鳍的制造方法，包括：提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；进行鳍外延前的前烘，以去除鳍上的自然氧化层，并在前烘的腔室中对鳍进行回流；在鳍上生长外延层。本发明中，回流后使得鳍的高度降低，沟道区原有的掺杂残留会下移至鳍的下部，重新生长的外延层作为部分或新的沟道，具有更好的器件特性。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种鳍式场效应晶体管、鳍上外延沟道的制造方法。

背景技术

随着半导体器件的高度集成，平面的MOSFET器件的短沟道效应愈发显著，恶化了器件的性能。

目前，为了解决短沟道效应的问题，提出了鳍式场效应晶体管(Fin-FET)的立体器件结构，Fin-FET是具有鳍型沟道结构的晶体管，它利用薄鳍的几个表面作为沟道，从而可以防止传统晶体管中的短沟道效应，同时可以增大工作电流。

在Fin-FET器件制造工艺中，由于PTSL(Punch Though Stop Layer，穿通停止层)等在沟道区的掺杂，使得沟道区残留不需要的杂质，增加沟道区的散射，影响器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种鳍式场效应晶体管、鳍上外延沟道的制造方法，提高源漏区的应力作用。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种鳍上外延沟道的制造方法，包括步骤：

提供衬底，衬底中形成有相互隔离的鳍；

进行离子注入，以形成穿通停止层；

进行鳍外延前的前烘，以去除鳍上的自然氧化层，并在前烘的腔室中对鳍进行回流，使鳍的高度降低，沟道区原有的掺杂残留下移至鳍的下部；

在鳍上生长外延层；

前烘是指通过腔室中的气体与鳍上的自然氧化层反应生成化合物，化合物在气化后从鳍表面分离；

回流是指改变腔室中气体压强和/或温度，使鳍的高度降低，鳍的原子重新排列。

可选的，述外延层的迁移率大于鳍的迁移率。

可选的，所述衬底为SOI或GOI衬底。

可选的，前烘的气体为H₂、或者H₂与HCl、NH₄F或GeH₄的混合气体、或者HF与N₂的混合气体。

可选的，去除自然氧化层时，腔室内气体的压强为20-2000托，腔体的温度为450-1150℃。

可选的，对鳍进行回流时，腔室内气体的压强为50毫托-200托，腔体的温度为450-1150℃。

可选的，去除自然氧化层时，腔室内气体的压强为250-1000托，腔体的温度为700-850℃。

可选的，对鳍进行回流时，腔室内气体的压强为1-100托，腔体的温度为700-850℃。

可选的，外延层的厚度范围为1-100nm。

可选的，外延层的厚度范围为5-40nm。

此外，本发明还提供了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，利用上述任一制造方法形成鳍上外延沟道。

本发明实施例的鳍式场效应晶体管、鳍上外延沟道的制造方法，对整条鳍进行前烘，并在前烘的腔室中对鳍进行回流，而后，进行鳍的外延，回流后使得鳍的高度降低，沟道区原有的掺杂残留会下移至鳍的下部，重新生长的外延层作为部分或新的沟道，具有更好的器件特性。同时，回流后鳍的原子重新排列，降低了鳍中的缺陷，从而提高了后续外延层的质量。