懸空柵極鰭形半導體器件制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種懸空柵極鰭形半導體器件制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路的發(fā)展，器件尺寸越來越小，集成度越來越高。隨著半導體器件特征尺寸由于器件尺寸越來越小而不斷減小，傳統(tǒng)的平面半導體制造技術已經(jīng)無法使用，非平面技術的半導體器件應運而生，例如絕緣體上硅，雙柵，多柵等新工藝的應用。
[0003]目前鰭式場效應管在小尺寸領域被廣發(fā)使用，而具有全包圍柵極(gate-all-around)結構的半導體器件由于在器件性能及能有效抑制短溝道效應(shortchannel effect)的特殊性能，正是半導體業(yè)界所追求的。由于器件溝道被柵極包圍，所以器件漏場的影響也被消除，有效抑制了器件的漏電及穿通問題。由于全包圍柵極懸空于底部襯底，因此全包圍柵極器件的制造工藝較為復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)全包圍柵極的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種懸空柵極鰭形半導體器件制備方法，包括:第一步驟，其中提供襯底，并且在所述襯底上形成具有翅片結構硅基體，該翅片結構硅基體包含源極結構、漏極結構以及位于所述源極結構和漏極結構之間的鰭形溝道結構；第二步驟，其中在鰭形溝道結構和襯底表面上覆蓋氧化物層；第三步驟，其中干法蝕刻或SICONI蝕刻氧化物層直到鰭形溝道結構頂部上表面及頂部拐角處的鰭形溝道結構材料露出；第四步驟，其中對露出的鰭形溝道結構進行外延生長，以形成處于鰭形溝道結構頂部的膨脹區(qū)域；第五步驟，其中去除剩余的氧化物層；第六步驟，其中熱氧化處理使所述鰭形溝道結構被完全氧化成氧化物，并且使得所述膨脹區(qū)域的表層被氧化成氧化物，所述膨脹區(qū)域的內(nèi)層保持為未氧化狀態(tài)；第七步驟，其中去除氧化物，以便由暴露的內(nèi)層形成懸空于襯底上方的溝道。
[0006]優(yōu)選地，所述懸空柵極鰭形半導體器件制備方法還包括第八步驟，其中通過原子層沉積，形成全包圍所述內(nèi)層的第一高介電常數(shù)材料層，并同時在所述襯底表面形成第二高介電常數(shù)材料層。
[0007]優(yōu)選地，所述懸空柵極鰭形半導體器件制備方法還包括第九步驟，其中通過濺射在高介電常數(shù)層表面沉積第一金屬材料層，并同時在所述第二高介電常數(shù)材料層表面形成第二金屬材料層。
[0008]優(yōu)選地，所述懸空柵極鰭形半導體器件制備方法還包括第九步驟，其中在高介電常數(shù)層表面沉積第一多晶硅材料層，并同時在所述第二高介電常數(shù)材料層表面形成第二多晶娃材料層。
[0009]優(yōu)選地，所述膨脹區(qū)域為圓球體形狀或者橢圓體形狀或者三角形結構。
[0010]優(yōu)選地，所述翅片結構硅基體由單晶硅構成。
[0011]優(yōu)選地，所述翅片結構硅基體由鍺硅或碳硅構成。
[0012]優(yōu)選地，所述氧化物層為氧化硅。
[0013]優(yōu)選地，所述氧化物層為S10N。
[0014]優(yōu)選地，在第七步驟中通過濕法蝕刻去除氧化物。
[0015]本發(fā)明提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)全包圍柵極的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法。而且，本發(fā)明在鰭式場效應管結構中有效地抑制了短溝道效應、漏場和穿通等問題，提高了器件性能。
【附圖說明】
[0016]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0017]圖1和圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第一步驟。
[0018]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第二步驟。
[0019]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第三步驟。
[0020]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第四步驟。
[0021]圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第五步驟。
[0022]圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第六步驟。
[0023]圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第七步驟。
[0024]圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第八步驟。
[0025]圖10和圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的第九步驟。
[0026]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。
[0028]圖1至圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法的各個步驟。
[0029]如圖1至圖11所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的懸空柵極鰭形半導體器件制備方法包括:
[0030]如圖1的立體圖和圖2沿圖1所示的虛線平面截取的截面圖所示，第一步驟，其中提供襯底100，在所述襯底100上形成具有翅片結構硅基體，該翅片結構硅基體包含源極結構10、漏極結構20以及位于所述源極結構和漏極結構之間的鰭形溝道結構30 ;
[0031]如圖3所示，第二步驟，其中在鰭形溝道結構30和襯底100表面上覆蓋氧化物層40 ；
[0032]如圖4所示，第三步驟，其中干法蝕刻或SI CON I蝕刻氧化物層40直到鰭形溝道結構30頂部上表面及頂部拐角處的鰭形溝道結構30材料露出；
[0033]如圖5所示，第四步驟，其中對露出的鰭形溝道結構30進行外延生長，以形成處于鰭形溝道結構30頂部的膨脹區(qū)域50 ;例如，所述膨脹區(qū)域50為圓球體形狀或者橢圓體形狀或者三角形結構；