[发明专利]一种SOI FinFET器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种SOI FinFET器件及其制作方法，其中所述SOI FinFET器件包括：衬底，在衬底上具有掺杂形成成组的源区和漏区；每一组源区和漏区之间的上方为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域中的任一区域；第一区域的衬底上方依次设置为高K介质层、第一掺杂层、第二掺杂层、TiN层以及填充层；第二区域的衬底上方依次设置为高K介质层、第一掺杂层、第二掺杂层、TiN层以及填充层；第三区域的衬底上方依次设置为高K介质层、第二掺杂层、TiN层以及所述填充层；第四区域的衬底上方依次设置为高K介质层、第二掺杂层以及填充层。本发明的SOI FinFET器件不存在厚的功函数层，P型器件栅极金属填充问题得到了很好的改善。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种SOI FinFET器件及其制作方法。

背景技术

阈值电压决定了MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属-氧化物-半导体)器件的工作电流和开关速度，静态功耗等性能，是MOS器件的关键参数，如何精确控制器件的阈值电压是MOS器件制造的关键技术。

Fin FET(Fin Field-Effect Transistor，鳍式场效应晶体管)器件的栅极一般采用高K(high-k，HK)金属栅工艺，栅极有效功函数决定了高K金属器件的阈值电压，目前高K金属栅SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘体上硅)FinFET器件阈值电压的调节方式主要是通过控制栅极功函数金属的厚度。实验表明，在一定的厚度范围内，栅极整体的有效功函数随着功函数金属层的厚度改变而改变，其中P型功函数金属TiN(氮化钛)比较典型，TiN的厚度基本和栅极整体功函数成正比，厚度越大，栅极有效功函数越大。可以认为栅极功函数的变化完全来源于TiN厚度的变化，因此改变TiN厚度的方法能够调节栅极有效功函数，达到控制阈值电压的目的。除了功函数金属的厚度调节，高K金属栅器件也采用过在高K介质层之上第一层金属栅上离子注入杂质的方式调节阈值电压，在PMOS(Positive channel-Metal-Oxide-Semiconductor，P型金属氧化物半导体)区域的第一层金属栅注入可增大有效功函数的掺杂剂，在NMOS(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属氧化物半导体)区域的一层金属栅注入可减小有效功函数的掺杂剂，以此调节阈值电压。

上述现有方案中通过功函数金属厚度调节阈值电压，在电压的调制幅度上有局限性。有数据表明，随着功函数金属厚度的增加，栅极有效功函数的变化率逐渐降低，直到某个临界厚度之后不再改变，在制作超低阈值电压器件的时候，阈值电压可能无法满足需求；其次，栅极功函数金属的厚度过厚会影响到栅极后续金属的填充，如图1所示，功函数金属层102越厚，留给栅极接触金属101的空间就越小，在制作PMOS，尤其是超低阈值电压PMOS(ultra low Vt PMOS，ULVT PMOS)时，需要很厚的栅极功函数金属，容易造成填充问题，会影响到栅极电阻率。因此，现有技术存在如下缺点：制作超低阈值电压器件时存在局限性，同时较厚的栅极金属会导致填充问题从而影响栅极的电阻率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种SOI FinFET器件及其制作方法，其中器件的栅极结构不需很厚的栅极功函数金属，栅极电阻率稳定；所述制作方法能够有效的避免栅极金属的填充问题，且同时制作P型、N型低阈值电压器件，P型、N型标准阈值电压器件至同一芯片上，解决了局限性问题。

第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种SOI FinFET器件，包括：

衬底，在所述衬底上具有掺杂形成成组的源区和漏区；

每一组所述源区和所述漏区之间的上方为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域中的任一区域；其中，所述第一区域用于形成P型低阈值电压器件的栅极，所述第二区域用于形成P型标准阈值电压器件的栅极，所述第三区域用于形成N型低阈值电压器件的栅极，所述第四区域用于形成N型标准阈值电压器件的栅极；