鳍式场效应晶体管的制造方法
【技术领域】
[0001]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的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着半导体器件的高度集成，MOSFET沟道长度不断缩短，一系列在MOSFET长沟道模型中可以忽略的效应变得愈发显著，甚至成为影响器件性能的主导因素，这种现象统称为短沟道效应。短沟道效应会恶化器件的电学性能，如造成栅极阈值电压下降、功耗增加以及信噪比下降等问题。
[0003]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。
[0004]在Fin-FET的后栅制造工艺中，通常采用高k金属栅作为替代栅，以有效的抑制短沟道效应并通过金属栅极调节阈值电压。然而，这需要通过淀积不同的金属栅极来调节不同器件的阈值电压，其工艺复杂，尤其是器件尺寸不断变小后，对金属栅极的沉积工艺要求极闻。
【发明内容】
[0005]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的制造方法。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
[0007]—种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括:
[0008]提供衬底，所述衬底上形成有鳍，鳍之间形成有隔离；
[0009]在鳍上形成栅介质层和伪栅极；
[0010]在伪栅极两端的鳍上形成源漏区；
[0011]去除伪栅极，以形成开口 ；
[0012]填满开口以形成多晶替代栅极，并对多晶替代栅极进行掺杂。
[0013]可选的，所述鳍形成在体硅衬底中，形成隔离的步骤包括:进行隔离材料的淀积；进行平坦化；去除部分厚度的隔离材料，以形成隔离。
[0014]可选的，在进行平坦化与去除部分厚度的隔离材料的步骤之间，还包括步骤:进行离子注入，以在鳍中形成穿通阻挡层。
[0015]可选的，通过选择性外延在伪栅堆叠两端的鳍上形成源漏区。
[0016]可选的，所述源漏区上形成有接触刻蚀停止层。
[0017]可选的，在形成开口时，还包括:将栅介质层去除；
[0018]在形成开口后还包括:在开口的内壁上形成替代栅介质层。
[0019]可选的，多晶替代栅极选自多晶S1、多晶SiGe、多晶S1: C、多晶S1: H、多晶Ge、多晶SiGeC、多晶GeSn、多晶SiSn、多晶InP、多晶GaN、多晶InSb、多晶碳化半导体的任意一种或其组合。
[0020]可选的，对多晶替代栅进行掺杂的方法包括原位或者离子注入掺杂。
[0021]可选的,对于pFinFET器件,多晶替代栅极掺杂的杂质为P型杂质,选自B、In、Ga、Al、Mg、Sn的任一种及其组合；对于nFinFET器件，多晶替代栅极中掺杂的杂质为η型杂质，选自P、As、Te、Se、Sb、S的任一种及其组合。
[0022]本发明的鳍式场效应晶体管的制造方法，利用后栅工艺进行器件的制造，在去除伪栅极后，再次形成多晶硅的替代栅极，在器件尺寸不断变小后，对于多晶硅的栅极，可以通过掺杂的方式进行阈值电压的调节，其工艺较为简单且可行。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1示出了本发明的鳍式场效应晶体管的制造方法的流程图；
[0025]图2-图1OB为根据本发明实施例制造鳍式场效应晶体管的各个制造过程中的截面结构示意图，其中，图2-图10为沿栅长方向的晶体管的截面结构示意图，图2Α-10Α为沿鳍延伸方向的晶体管的截面结构示意图，图6Β-10Β为沿源漏区方向的晶体管的截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0028]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0029]需要说明的是，在本发明的附图中，相同序号的附图，如图2和图2Α，图6和图6Α、图6Β，为同一制造过程中晶体管的不同方向的截面示意图，其中，图2-图10为沿栅长方向的晶体管的截面结构示意图，图2Α-10Α为沿鳍延伸方向的晶体管的截面结构示意图，图6Β-10Β为沿源漏区方向的晶体管的截面结构示意图。
[0030]本发明提出了一种鳍式场效应晶体管的制造方法，包括步骤:提供衬底，所述衬底上形成有鳍，鳍之间形成有隔离；在鳍上形成栅介质层和伪栅极；在伪栅极两端的鳍上形成源漏区；去除伪栅极，以形成开口 ；在所述开口中形成多晶替代栅极，并对多晶替代栅极进行掺杂。
[0031]本发明的制造方法，利用后栅工艺进行鳍式场效应晶体管的制造，在去除伪栅极后，再次形成多晶硅的替代栅极，在器件尺寸不断变小后，对于多晶硅的栅极，可以通过离子注入的方式进行阈值电压的调节，其工艺较为简单且可行。
[0032]为了更好的理解本发明的技术方案和技术效果，以下将结合制造方法的流程示意图图1对具体的实施例进行详细的描述。
[0033]在步骤S01，提供衬底100，所述衬底上形成有鳍102，鳍之间形成有隔离110，参考图5和图5A所示。
[0034]在本发明实施例中，所述衬底为半导体衬底，可以为Si衬底、Ge衬底、SiGe衬底、SOI (绝缘体上娃,Silicon On Insulator)或 GOI (绝缘体上错,Germanium On Insulator)等。在其他实施例中，所述半导体衬底还可以为包括其他元素半导体或化合物半导体的衬底，例如GaAs、InP或SiC等,还可以为叠层结构,例如Si/SiGe等,还可以其他外延结构,例如SGOI (绝缘体上锗硅)等。
[0035]在本实施例中，所述衬底100为体硅衬底。
[0036]在一个具体的实施例中，可以通过如下步骤来提供鳍102及隔离110。
[0037]首先，在体硅的衬底100上形成氮化硅的第一硬掩膜104 ;而后，采用刻蚀技术，例如RIE (反应离子刻蚀)的方法，刻蚀衬底100来形成鳍102，从而形成了衬底100上的鳍102，如图2和图2A所示。
[0038]接着，进行填充二氧化硅的隔离材料106，如图3和图3A所示；并进行平坦化工艺，如进行化学机械平坦化，直至暴露出第一硬掩膜104，如图4和图4A所示；在此时，可以进行离子注入，由第一硬掩膜10