準絕緣體上硅場效應晶體管器件的制作方法技術

一種準絕緣體上硅場效應晶體管器件的制作方法，采用兩次干法刻蝕，第一干法刻蝕，同時在用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的有源區第一區域，與用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管體區電極的有源區第二區域形成某一深度的凹槽，第二區域的凹槽深度滿足體區電極的需求；接著保護第二區域的凹槽，對第一區域的凹槽進一步進行第二干法刻蝕以加大該凹槽深度，滿足場效應晶體管源漏重摻雜區所需的摻雜多晶硅填入量。上述制作方法，兼容了場效應晶體管與體區電極的制作，減少了工藝步驟。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體
，尤其涉及一種準絕緣體上硅(SOI)場效應晶體管器件的制作方法。
技術介紹
準SOI場效應晶體管，結合了場效應晶體管與SOI兩者的優勢，采用氧化層隔絕場效應晶體管的源漏區與半導體襯底，實現了兩者之間絕緣，避免了源漏區的載流子與半導體襯底內的載流子復合；此外，場效應晶體管的溝道仍由半導體襯底充當，起到了方便場效應晶體管的熱量通過半導體襯底散發出去的作用。基于上述好處，近年來，準SOI場效應晶體管越來越多使用在集成電路中。在使用過程中，為對準SOI場效應晶體管的體區施壓，或將體區的信號引出，需在體區制作電極。本專利技術提供一種準SOI場效應晶體管與體區電極制作工藝兼容的準絕緣體上硅場效應晶體管器件的制作方法。
技術實現思路
本專利技術實現的目的是使得準SOI場效應晶體管與體區電極制作工藝兼容。為實現上述目的，本專利技術提供一種準絕緣體上硅場效應晶體管器件的制作方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有若干有源區，所述有源區包括：用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的第一區域，與用于形成所述準絕緣體上硅場效應晶體管的體區電極的第二區域，所述第一區域與第二區域采用淺溝槽隔離結構隔開；在所述第一區域上形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的第一區域內形成輕摻雜區以及在所述柵極結構側壁形成側墻；以所述側墻為掩膜，對所述第一區域與第二區域進行第一干法刻蝕，保留所述側墻下的輕摻雜區并至少去除其它區域的輕摻雜區以形成凹槽；在所述凹槽內、淺溝槽隔離結構表面、側墻以及柵極結構頂表面形成硬掩膜層，遮蓋所述第二區域的硬掩膜層，回蝕所述第一區域的硬掩膜層以僅保留側墻上的硬掩膜層以及側墻下的輕摻雜區側壁上的硬掩膜層；以所述第二區域上的硬掩膜層以及第一區域保留的硬掩膜層為掩膜，對所述第一區域進行第二干法刻蝕，以加大第一區域凹槽的深度；在第一區域的凹槽表面形成氧化層；去除所述第一區域與第二區域的硬掩膜層，在所述第一區域與第二區域上沉積多晶硅，回蝕所述多晶硅，第一區域保留的多晶硅用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的源漏重摻雜區，第二區域保留的多晶硅至少部分用于形成所述準絕緣體上硅場效應晶體管的體區電極；去除淺溝槽隔離結構頂部的部分多晶硅，至少使得第一區域與第二區域所保留的的多晶硅絕緣；分別對所述第一區域的多晶硅與第二區域的至少部分多晶硅進行離子注入重摻雜以對應形成場效應晶體管的源漏重摻雜區與體區電極。可選地，所述有源區為P型，對所述第二區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為P型，對所述第一區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為N型；或所述有源區為N型，對所述第二區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為N型，對所述第一區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為P型。可選地，所述柵極結構側壁的側墻包括第一側墻與第二側墻，其中，所述輕摻雜區位于所述第二側墻下。可選地，所述第一側墻材質為氮化硅，所述第二側墻材質為二氧化硅。可選地，所述第一區域的輕摻雜區以及柵極結構側壁的側墻的形成方法為：在所述柵極結構側壁、頂部、柵極結構兩側的第一區域、第二區域以及淺溝槽隔離結構上沉積第一側墻材料層，回蝕所述第一側墻材料層，以形成第一側墻，以所述第一側墻為掩膜對所述第一區域與第二區域進行離子注入以形成輕摻雜區；之后在所述第一側墻、柵極結構頂部、柵極結構兩側的第一區域、第二區域以及淺溝槽隔離結構上沉積第二側墻材料層，回蝕所述第二側墻材料層，以形成第二側墻。可選地，所述柵極結構頂部具有保護層。可選地，所述保護層的材質為二氧化硅。可選地，所述硬掩膜層的材質為氮化硅，所述硬掩膜層采用熱磷酸去除。可選地，回蝕所述第一區域的硬掩膜層時，所述第二區域的硬掩膜層采用圖形化的光刻膠層遮蓋。可選地，第一區域的凹槽表面的氧化層通過熱氧化法形成。可選地，所述熱氧化法的溫度范圍為600℃～800℃。可選地，回蝕第一區域與第二區域上沉積的多晶硅前，先化學機械研磨所述多晶硅至所述柵極結構的頂部暴露出，之后再進行回蝕工序。可選地，所述第一干法刻蝕形成的凹槽與所述輕摻雜區的深度齊平。可選地，所述第一干法刻蝕形成的凹槽的深度范圍為10nm～50nm。可選地，所述第二干法刻蝕形成的凹槽的深度范圍為80nm～250nm。可選地，淺溝槽隔離結構頂部的部分多晶硅采用干法刻蝕實現去除。與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有以下優點：1)對于準SOI場效應晶體管來說，其源漏重摻雜區采用摻雜多晶硅充當，源漏輕摻雜區采用離子注入后的半導體襯底充當，溝道由導體襯底體區充當，使得源漏輕摻雜區與溝道之間無錯位現象，避免了溝道中載流子在錯位處復合。2)對于集成了體區電極的準SOIMOS器件來說，源漏重摻雜區與體區電極的制作工藝兼容，上述兼容包括：a)有源區第一區域與第二區域的凹槽制作工藝兼容，與b)第一區域與第二區域的凹槽在填充多晶硅時可以同時進行，其中，第一區域的凹槽填充摻雜多晶硅后形成準SOI場效應晶體管的重摻雜源漏區，第二區域的凹槽填充摻雜多晶硅后形成體區電極，該電極與位于第一區域的準SOI場效應晶體管的體區電連接。具體地，對于a)，在第一區域，為形成凹槽，需對半導體襯底進行干法刻蝕，同時，為形成由半導體襯底充當的源漏輕摻雜區，需先以柵極結構為掩膜，對半導體襯底進行輕摻雜，后在柵極結構兩側形成側墻，以該側墻為掩膜進行第一干法刻蝕，形成一深度至少與該輕摻雜深度齊平的凹槽；上述對第一區域進行離子注入輕摻雜以及第一干法刻蝕形成凹槽過程中，對第二區域也進行了離子注入輕摻雜以及干法刻蝕形成凹槽；有源區第一區域與第二區域之間采用淺溝槽隔離結構隔開，均為半導體襯底內的一阱區，上述第一區域與第二區域同時進行離子注入以及干法刻蝕，避免了采用掩膜板制程，較少了工序。對于b)，為達到源漏重摻雜區的填充量要求，需對柵極結構兩側的第一區域進行第二干法刻蝕以加深凹槽深度，上述第二干法刻蝕過程中，為保護保留的輕摻雜區側壁，在上述側壁上形成硬掩膜層；同時，為滿足第二區域中，電極所需的摻雜多晶硅填充量要求，該第二干法刻蝕不再對第二區域的半導體襯底進行，為實現上述要求，第二區域在第二干法刻蝕過程中，其上覆蓋有硬掩膜層；之后在加深后的凹槽表面形成氧化層，并同時在第一區域與第二區域的凹槽內填入多晶硅，并分別進行對應類型離子摻雜，以在形成晶體管的源漏重摻雜區同時形成了與晶體管體區電連接的電極。可選方案中，第一區域的凹槽表面的氧化層通過熱氧化法形成，上述方案的好處在于：對于第一區域的輕摻雜區，其側壁由硬掩膜層保護，對于第二區域的半導體襯底，其表面由也由硬掩膜層保護，此時進行爐管工藝熱氧化，僅在第一區域的凹槽表面形成該氧化層，工序簡單。附圖說明圖1至圖9是本專利技術一實施例中的準絕緣體上硅場效應晶體管器件在不同制作階段的結構示意圖。具體實施方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施例做詳細的說明。圖1至圖9是本專利技術一實施例中的準絕緣體上硅場效應晶體管器件在不同制作階段的結構示意圖。以下結合圖1至圖9所示，詳細介紹該器件的制作方法。首先，參照圖1所示，提供半導體襯底1，半導體襯底1具有若干有源區10，該有源區10包括：用于形成準絕緣體上硅場效應晶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種準絕緣體上硅場效應晶體管器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有若干有源區，所述有源區包括：用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的第一區域，與用于形成所述準絕緣體上硅場效應晶體管的體區電極的第二區域，所述第一區域與第二區域采用淺溝槽隔離結構隔開；在所述第一區域上形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的第一區域內形成輕摻雜區以及在所述柵極結構側壁形成側墻；以所述側墻為掩膜，對所述第一區域與第二區域進行第一干法刻蝕，保留所述側墻下的輕摻雜區并至少去除其它區域的輕摻雜區以形成凹槽；在所述凹槽內、淺溝槽隔離結構表面、側墻以及柵極結構頂表面形成硬掩膜層，遮蓋所述第二區域的硬掩膜層，回蝕所述第一區域的硬掩膜層以僅保留側墻上的硬掩膜層以及側墻下的輕摻雜區側壁上的硬掩膜層；以所述第二區域上的硬掩膜層以及第一區域保留的硬掩膜層為掩膜，對所述第一區域進行第二干法刻蝕，以加大第一區域凹槽的深度；在所述第一區域的凹槽表面形成氧化層；去除所述第一區域與第二區域的硬掩膜層，在所述第一區域與第二區域上沉積多晶硅，回蝕所述多晶硅，第一區域保留的多晶硅用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的源漏重摻雜區，第二區域保留的多晶硅至少部分用于形成所述準絕緣體上硅場效應晶體管的體區電極；去除淺溝槽隔離結構頂部的部分多晶硅，至少使得第一區域與第二區域所保留的的多晶硅絕緣；分別對所述第一區域的多晶硅與第二區域的至少部分多晶硅進行離子注入重摻雜以對應形成場效應晶體管的源漏重摻雜區與體區電極。...

【技術特征摘要】
1.一種準絕緣體上硅場效應晶體管器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有若干有源區，所述有源區包括：用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的第一區域，與用于形成所述準絕緣體上硅場效應晶體管的體區電極的第二區域，所述第一區域與第二區域采用淺溝槽隔離結構隔開；在所述第一區域上形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的第一區域內形成輕摻雜區以及在所述柵極結構側壁形成側墻；以所述側墻為掩膜，對所述第一區域與第二區域進行第一干法刻蝕，保留所述側墻下的輕摻雜區并至少去除其它區域的輕摻雜區以形成凹槽；在所述凹槽內、淺溝槽隔離結構表面、側墻以及柵極結構頂表面形成硬掩膜層，遮蓋所述第二區域的硬掩膜層，回蝕所述第一區域的硬掩膜層以僅保留側墻上的硬掩膜層以及側墻下的輕摻雜區側壁上的硬掩膜層；以所述第二區域上的硬掩膜層以及第一區域保留的硬掩膜層為掩膜，對所述第一區域進行第二干法刻蝕，以加大第一區域凹槽的深度；在所述第一區域的凹槽表面形成氧化層；去除所述第一區域與第二區域的硬掩膜層，在所述第一區域與第二區域上沉積多晶硅，回蝕所述多晶硅，第一區域保留的多晶硅用于形成準絕緣體上硅場效應晶體管的源漏重摻雜區，第二區域保留的多晶硅至少部分用于形成所述準絕緣體上硅場效應晶體管的體區電極；去除淺溝槽隔離結構頂部的部分多晶硅，至少使得第一區域與第二區域所保留的的多晶硅絕緣；分別對所述第一區域的多晶硅與第二區域的至少部分多晶硅進行離子注入重摻雜以對應形成場效應晶體管的源漏重摻雜區與體區電極。2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述有源區為P型，對所述第二區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為P型，對所述第一區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為N型；或所述有源區為N型，對所述第二區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為N
\t型，對所述第一區域的多晶硅進行離子注入重摻雜時注入的離子為P型。3.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述柵極結構側壁的側墻包括第一側墻與第二側墻，其中，所述輕摻雜區...

【專利技術屬性】
技術研發人員：康勁，卜偉海，王文博，吳漢明，張興，黃如，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31