学气相沉积(RTCVD)和分子束外延(MBE)中的一种。为了在后续实施快速热退火时可以使无定型硅层103完全重晶态化且不影响鳍片101的表面结构,无定型娃层103的厚度不大于lnm。
[0031]接着，如图1D所示，实施快速热退火，使无定型硅层103完全重晶态化，并修复前述离子注入对鳍片101的内部晶格结构造成的损伤。所述快速热退火的持续时间、温度等参数均为本领域技术人员所熟习，在此不再赘述。
[0032]至此，完成了根据本发明示例性实施例的方法实施的工艺步骤，接下来，可以实施常规的FinFET器件前端制造工艺:
[0033]在一个示范性实施例中，首先，在鳍片101的两侧及顶部形成栅极结构，作为示例，栅极结构包括自下而上依次层叠的栅极介电层、栅极材料层和栅极硬掩蔽层。
[0034]具体地，栅极介电层的构成材料包括氧化物，例如二氧化硅(Si02)。选用S12作为栅极介电层的构成材料时，通过快速热氧化工艺(RTO)来形成栅极介电层,其厚度为8-50埃，但并不局限于此厚度。
[0035]栅极材料层的构成材料包括多晶硅、金属、导电性金属氮化物、导电性金属氧化物和金属硅化物中的一种或多种，其中，金属可以是钨(W)、镍(Ni)或钛(Ti);导电性金属氮化物包括氮化钛(TiN);导电性金属氧化物包括氧化铱(IrO2);金属硅化物包括硅化钛(TiSi)0选用多晶硅作为栅极材料层的构成材料时，可选用低压化学气相淀积(LPCVD)工艺形成栅极材料层，其工艺条件包括:反应气体为硅烷(SiH4),其流量为100?200SCCm，优选150sccm ;反应腔内的温度为700?750°C ;反应腔内的压力为250?350mTorr，优选300mTorr ;所述反应气体还可以包括缓冲气体，所述缓冲气体为氦气(He)或氮气(N2)，其流量为5?20升/分钟(slm)，优选8slm、1slm或15slm。
[0036]栅极硬掩蔽层的构成材料包括氧化物、氮化物、氮氧化物和无定形碳中的一种或多种，其中，氧化物包括硼磷硅玻璃(BPSG)、磷硅玻璃(PSG)、正硅酸乙酯(TE0S)、未掺杂硅玻璃(USG)、旋涂玻璃(S0G)、高密度等离子体(HDP)或旋涂电介质(SOD);氮化物包括氮化硅(SiN);氮氧化物包括氮氧化硅(S1N)。栅极硬掩蔽层的形成方法可以采用本领域技术人员所熟习的任何现有技术，优选化学气相沉积法(CVD)，如低温化学气相沉积(LTCVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、快热化学气相沉积(RTCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
[0037]接着，执行离子注入，以在未被栅极结构覆盖的鳍片101中形成源/漏极。然后，在栅极结构两侧形成紧靠栅极结构的偏移侧墙，其构成材料为Si02、SiN, S1N中的一种或者它们的组合。在栅极结构两侧形成偏移侧墙的过程中，鳍片101的两侧也会形成偏移侧墙，因此，接下来，去除位于鳍片101两侧的偏移侧墙。而后，以所述偏移侧墙为掩膜，采用外延生长工艺扩大位于栅极结构区域之外的鳍片101的面积，以降低之前形成的源/漏极的电阻。
[0038]然后，在半导体衬底100上依次形成具有可产生应力特性的接触孔蚀刻停止层和层间介电层，执行化学机械研磨以露出栅极结构的顶部。接着，去除栅极结构，在留下的沟槽中形成高k_金属栅极结构，作为示例，此结构包括自下而上层叠的高k介电层、覆盖层、功函数金属层、阻挡层和金属材料层。接下来，形成另一层间介电层，然后，在上述层间介电层中形成连通所述金属栅极结构的顶部以及所述源/漏区极的接触孔，通过所述接触孔，在露出的所述金属栅极结构的顶部以及所述源/漏区极上形成自对准硅化物，填充金属(通常为钨)于所述接触孔中形成连接实施后端制造工艺而形成的互连金属层与所述自对准硅化物的接触塞。
[0039]接下来，可以实施常规的FinFET器件后端制造工艺，包括:多个互连金属层的形成，通常采用双大马士革工艺来完成；金属焊盘的形成，用于实施器件封装时的引线键合。
[0040]根据本发明，通过在鳍片101的未被隔离结构102遮蔽的表面形成无定型硅层103来阻止后续实施的快速热退火所引发的为调节鳍片101的阈值电压而实施的离子注入的注入离子剂量的损失，在实施快速热退火之后，无定型硅层103无需去除，鳍片101的表面结构不会受到损伤。
[0041]参照图2，其中示出了根据本发明示例性实施例的方法依次实施的步骤的流程图，用于简要示出整个制造工艺的流程。
[0042]在步骤201中，提供半导体衬底，在半导体衬底上形成有多个鳍片，在鳍片之间形成有隔离结构；
[0043]在步骤202中，实施离子注入，以调节鳍片的阈值电压；
[0044]在步骤203中，在鳍片的未被隔离结构遮蔽的表面形成无定型硅层，以阻止后续实施的快速热退火所引发的所述离子注入的注入离子剂量的损失；
[0045]在步骤204中，实施快速热退火，使无定型硅层完全重晶态化。
[0046]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种FinFET器件的制造方法，包括: 提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成有多个鳍片，在所述鳍片之间形成有隔离结构； 实施离子注入，以调节所述鳍片的阈值电压； 在所述鳍片的未被所述隔离结构遮蔽的表面形成无定型硅层，以阻止后续实施的快速热退火所引发的所述离子注入的注入离子剂量的损失； 实施所述快速热退火，使所述无定型硅层完全重晶态化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鳍片的宽度全部相同，或者所述鳍片分为具有不同宽度的多个鳍片组。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述鳍片的工艺步骤包括:在所述半导体衬底上形成硬掩膜层；图案化所述硬掩膜层，形成用于蚀刻所述半导体衬底以在其上形成所述鳍片的多个彼此隔离的掩膜；采用湿法蚀刻工艺去除所述掩膜。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述图案化过程的工艺步骤包括:在所述硬掩膜层上形成具有所述掩膜的图案的光刻胶层；采用干法蚀刻工艺去除未被所述光刻胶层所遮蔽的硬掩膜层；采用灰化工艺去除所述光刻胶层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述隔离结构的工艺步骤包括:在所述半导体衬底上沉积形成绝缘层，以完全覆盖所述鳍片；执行化学机械研磨工艺研磨所述绝缘层，以露出所述鳍片的顶部；采用回蚀刻工艺去除部分所述绝缘层，以形成所述隔离结构。6.根据权利要求1述的方法，其特征在于，所述无定型硅层的厚度不大于lnm。7.一种FinFET器件，包括: 半导体衬底； 形成在所述半导体衬底上的多个鳍片； 形成在所述鳍片之间的隔离结构； 形成在所述鳍片的未被所述隔离结构遮蔽的表面上的在为调节所述鳍片的阈值电压而实施的离子注入之后实施的快速热退火期间重晶态化的硅层。8.根据权利要求7述的FinFET器件，其特征在于，所述硅层的厚度不大于lnm。9.根据权利要求7述的FinFET器件，其特征在于，所述鳍片的宽度全部相同，或者所述鳍片分为具有不同宽度的多个鳍片组。
【专利摘要】本发明提供一种FinFET器件及其制造方法，所述方法包括：提供半导体衬底，在半导体衬底上形成有多个鳍片，在鳍片之间形成有隔离结构；实施离子注入，以调节鳍片的阈值电压；在鳍片的未被所述隔离结构遮蔽的表面形成无定型硅层，以阻止后续实施的快速热退火所引发的所述离子注入的注入离子剂量的损失；实施快速热退火，使无定型硅层完全重晶态化。根据本发明，通过在鳍片的未被隔离结构遮蔽的表面形成无定型硅层来阻止所述快速热退火所引发的注入离子剂量的损失，在实施所述快速热退火之后，无定型硅层无需去除，鳍片的表面结构不会受到损伤。
【IPC分类】H01L21/324, H01L29/78, H01L21/336
【公开号】CN104882379
【申请号】CN201410073328
【发明人】孙浩, 李勇, 张帅
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日