【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。
技術(shù)介紹
1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，環(huán)柵晶體管應(yīng)時(shí)而生。因環(huán)柵晶體管具有的柵堆疊結(jié)構(gòu)不僅形成在溝道區(qū)的頂部和側(cè)壁上、還形成在溝道區(qū)的底部，故與平面晶體管和鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，環(huán)柵晶體管具有較強(qiáng)的柵控能力，利于抑制短溝道效應(yīng)。現(xiàn)有的環(huán)柵晶體管制造工藝中，常采用通過(guò)向絕緣體上硅襯底包括的頂硅層內(nèi)注入摻雜的方式抑制寄生溝道漏電，提高環(huán)柵晶體管的工作性能。
2、但是，絕緣體上硅襯底中頂硅層的厚度和均勻性難以得到保證，而不同的厚度對(duì)雜質(zhì)注入的濃度要求比較嚴(yán)格，而且頂硅層的厚度通常較小(大約為20nm)導(dǎo)致向厚度較薄的頂硅層內(nèi)注入雜質(zhì)的控制精度較高，即導(dǎo)致抑制寄生溝道漏電的難度較大，不利于提升環(huán)柵晶體管的電學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，用于防止寄生溝道漏電，提高半導(dǎo)體器件的工作性能，且提高半導(dǎo)體器件的良率。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本專利技術(shù)提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體基底、有源結(jié)構(gòu)、柵堆疊結(jié)構(gòu)、內(nèi)側(cè)墻以及介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體基底包括硅襯底、以及形成在硅襯底上的埋氧化層。有源結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在埋氧化層上。有源結(jié)構(gòu)包括源區(qū)、漏區(qū)、以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的至少兩層納米結(jié)構(gòu)。相鄰兩層納米結(jié)構(gòu)沿半導(dǎo)體基底的厚度方向間隔分布，位于底層的納米結(jié)構(gòu)與埋氧化層間隔分布。柵堆疊結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在埋氧化層上，且位于每層納米結(jié)構(gòu)的外周。內(nèi)側(cè)墻至少設(shè)置在相鄰兩層納米
3、采用上述技術(shù)方案的情況下，本專利技術(shù)提供的半導(dǎo)體器件中，在底層納米結(jié)構(gòu)和埋氧化層之間設(shè)置有寬度大于內(nèi)側(cè)墻的介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)，該介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的存在使得柵堆疊結(jié)構(gòu)位于底層納米結(jié)構(gòu)下方的部分的寬度小于自身其余部分的寬度，降低柵堆疊結(jié)構(gòu)位于底層納米結(jié)構(gòu)下方的部分與半導(dǎo)體基底之間的接觸面積。并且，有源結(jié)構(gòu)和柵堆疊結(jié)構(gòu)均直接形成在半導(dǎo)體基底包括的埋氧化層上。而該埋氧化層為不導(dǎo)電的介質(zhì)層，因此可以直接利用埋氧化層防止寄生溝道漏電，提高半導(dǎo)體器件的工作性能。同時(shí)，埋氧化層分別與設(shè)置在自身上的有源結(jié)構(gòu)和柵堆疊結(jié)構(gòu)之間不再設(shè)置有頂硅層。換句話說(shuō)，在制造本專利技術(shù)提供的半導(dǎo)體器件的過(guò)程中去除了頂硅層，此時(shí)無(wú)須為了抑制寄生溝道漏電采用向絕緣體上硅襯底包括的頂硅層內(nèi)注入摻雜的方式，而因?qū)敼鑼拥暮穸葴p薄處理以及對(duì)雜質(zhì)注入的濃度要求比較嚴(yán)格導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的良率較低，并且還可以至少節(jié)省向頂硅層內(nèi)注入雜質(zhì)的操作步驟，利于提高半導(dǎo)體器件的制造效率。此外，介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的材料和內(nèi)側(cè)墻的材料相同，基于此在實(shí)際的制造過(guò)程中，可以在制造內(nèi)側(cè)墻的同時(shí)形成介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高半導(dǎo)體器件的制造效率。
4、在一種示例中，上述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的寬度小于納米結(jié)構(gòu)的寬度，且介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)位于柵堆疊結(jié)構(gòu)分別與源區(qū)和漏區(qū)之間。
5、在一種示例中，位于底層的納米結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)上，且介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)將底層納米結(jié)構(gòu)與埋氧化層隔離開。或者，位于底層的納米結(jié)構(gòu)與介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)間隔分布，介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)將柵堆疊結(jié)構(gòu)環(huán)繞在底層納米結(jié)構(gòu)下方的部分與埋氧化層隔離開。底層內(nèi)側(cè)墻設(shè)置在底層納米結(jié)構(gòu)和介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)之間。
6、在一種示例中，上述納米結(jié)構(gòu)的材料為si1-xgex，其中，0≤x≤0.5。
7、第二方面，本專利技術(shù)提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該半導(dǎo)體器件的制造方法包括：首先，形成一半導(dǎo)體基底。半導(dǎo)體基底包括硅襯底、以及形成在硅襯底上的埋氧化層。接下來(lái)，在埋氧化層上形成有源結(jié)構(gòu)、內(nèi)側(cè)墻和介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)。有源結(jié)構(gòu)包括源區(qū)、漏區(qū)、以及位于源區(qū)和漏區(qū)之間的至少兩層納米結(jié)構(gòu)。相鄰兩層納米結(jié)構(gòu)沿半導(dǎo)體基底的厚度方向間隔分布，位于底層的納米結(jié)構(gòu)與埋氧化層間隔分布。介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)設(shè)置在底層納米結(jié)構(gòu)與埋氧化層之間。介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的材料和內(nèi)側(cè)墻的材料相同。接下來(lái)，在埋氧化層上形成柵堆疊結(jié)構(gòu)。柵堆疊結(jié)構(gòu)位于每層納米結(jié)構(gòu)的外周。內(nèi)側(cè)墻位于柵堆疊結(jié)構(gòu)分別與源區(qū)和漏區(qū)之間。沿柵堆疊結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度方向，介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的寬度大于內(nèi)側(cè)墻的寬度。
8、在一種示例中，上述形成一半導(dǎo)體基底包括：提供一絕緣體上硅襯底。絕緣體上硅襯底包括依次層疊設(shè)置的硅襯底、埋氧化層和頂硅層。接下來(lái)，在頂硅層上形成擴(kuò)散層、以及位于擴(kuò)散層上的第一氧化層。擴(kuò)散層的材料包括鍺硅或鍺。接下來(lái)，對(duì)擴(kuò)散層和頂硅層進(jìn)行氧化處理，使擴(kuò)散層內(nèi)的鍺元素?cái)U(kuò)散至頂硅層內(nèi)，以在埋氧化層上形成沿硅襯底的厚度方向依次層疊設(shè)置的含鍺半導(dǎo)體層和第二氧化層。接下來(lái)，去除第二氧化層，獲得半導(dǎo)體基底。
9、在一種示例中，上述擴(kuò)散層中的鍺含量大于等于35％。
10、在一種示例中，上述擴(kuò)散層的厚度大于等于20nm。
11、在一種示例中，在埋氧化層上形成有源結(jié)構(gòu)、內(nèi)側(cè)墻和介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)，包括：在含鍺半導(dǎo)體層上形成沿半導(dǎo)體基底的厚度方向依次層疊設(shè)置的犧牲層和溝道層。接下來(lái)，選擇性刻蝕層疊設(shè)置的犧牲層和溝道層、以及含鍺半導(dǎo)體層，以在埋氧化層上形成鰭狀結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，形成橫跨在鰭狀結(jié)構(gòu)上的犧牲柵和柵極側(cè)墻。柵極側(cè)墻至少設(shè)置在犧牲柵沿自身長(zhǎng)度方向的兩側(cè)。接下來(lái)，去除鰭狀結(jié)構(gòu)暴露在犧牲柵和柵極側(cè)墻之外的部分。接下來(lái)，沿柵堆疊結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度方向，去除每層犧牲層的兩側(cè)邊緣部分，以形成第一凹口；并至少去除含鍺半導(dǎo)體層的兩側(cè)邊緣部分，以形成第二凹口。接下來(lái)，形成填充在第一凹口內(nèi)的內(nèi)側(cè)墻，并形成填充在第二凹口內(nèi)的介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，在剩余的鰭狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別形成源區(qū)和漏區(qū)。接下來(lái)，去除犧牲柵；并至少去除剩余的每層犧牲層，以使剩余的每層溝道層形成相應(yīng)層納米結(jié)構(gòu)。
12、在一種示例中，上述犧牲層的材料包括鍺硅，且犧牲層的材料中鍺含量至少比含鍺半導(dǎo)體層的材料中鍺含量低5％。
13、在一種示例中，上述第一凹口和第二凹口同時(shí)形成。
14、在一種示例中，上述內(nèi)側(cè)墻和介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。
15、本專利技術(shù)中第二方面及其各種實(shí)現(xiàn)方式的有益效果，可以參考第一方面及其各種實(shí)現(xiàn)方式中的有益效果分析，此處不再贅述。
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1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的寬度小于所述納米結(jié)構(gòu)的寬度，且所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)位于所述柵堆疊結(jié)構(gòu)分別與所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，位于底層的所述納米結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)上，且所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)將底層所述納米結(jié)構(gòu)與所述埋氧化層隔離開；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述納米結(jié)構(gòu)的材料為Si1-xGex，其中，0≤x≤0.5。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述形成一半導(dǎo)體基底，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述擴(kuò)散層中的鍺含量大于等于35％；
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述在所述埋氧化層上形成有源結(jié)構(gòu)、內(nèi)側(cè)墻和介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述犧牲層的
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述第一凹口和所述第二凹口同時(shí)形成；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)的寬度小于所述納米結(jié)構(gòu)的寬度，且所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)位于所述柵堆疊結(jié)構(gòu)分別與所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，位于底層的所述納米結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)上，且所述介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)將底層所述納米結(jié)構(gòu)與所述埋氧化層隔離開；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述納米結(jié)構(gòu)的材料為si1-xgex，其中，0≤x≤0.5。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括：
6.根據(jù)權(quán)利...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李永亮，雒懷志，張曦，羅軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)管理有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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