專利名稱：一種制作半導(dǎo)體內(nèi)建應(yīng)力納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種制作內(nèi)建應(yīng)力納米線的方法、以及制作NWFET半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在先進(jìn)半導(dǎo)體器件制造中引入應(yīng)變工程非常普遍，對(duì)于溝道方向晶向?yàn)?lt;110>的M0SFET，當(dāng)溝道方向具有張應(yīng)力時(shí)，可以有效增大NM0SFET的電流驅(qū)動(dòng)能力，而當(dāng)溝道方向具有壓應(yīng)力時(shí)，可以有效增大PM0SFET的電流驅(qū)動(dòng)能力。
同樣道理，對(duì)于最先進(jìn)的半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Nanowire Field EffectTransistor, NWFET)，如果在其納米線長(zhǎng)度方向(即溝道方向)引入應(yīng)變工程，也將大大增大NWFET的電流驅(qū)動(dòng)能力。如Masumi Saitoh等人在IEDM2010會(huì)議論文“Understandingof Short-Channel Mobility in Tri-Gate Nanowire MOSFETs and Enhanced StressMemorization Technique for Performance Improvement” 中手艮道了在針對(duì)〈I 10> 晶向NW-FET中引入應(yīng)力工程后(采用應(yīng)力記憶技術(shù)，SMT),電流驅(qū)動(dòng)能力增大了 58%。美國(guó)專利US 2011/0104860 Al公開了一種內(nèi)建應(yīng)力半導(dǎo)體納米線制備方法，它基于具有埋氧層的半導(dǎo)體襯底(如SOI襯底)，在半導(dǎo)體納米線制備完成后，沉積一層應(yīng)變薄膜層(壓應(yīng)變薄膜層或者張應(yīng)變薄膜層)，如應(yīng)變氮化硅層。如果需要最終的半導(dǎo)體納米線中沿長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)具有張應(yīng)力，則先沉積一層具有壓應(yīng)變的薄膜層，在后續(xù)將柵極區(qū)域的應(yīng)變薄膜刻蝕以后，由于兩邊源漏區(qū)域的應(yīng)變薄膜的收縮作用，使得柵極區(qū)域(即溝道區(qū)域)的半導(dǎo)體納米線具有張應(yīng)力。在柵極工藝完成后，這種半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)的張應(yīng)力就被固定在半導(dǎo)體納米線中，后續(xù)壓應(yīng)變薄膜層去除后也不會(huì)使這種張應(yīng)力消失。如果需要最終的半導(dǎo)體納米線中沿長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)具有壓應(yīng)力，則先沉積一層具有張應(yīng)變的薄膜層，在后續(xù)將柵極區(qū)域的應(yīng)變薄膜刻蝕以后，由于兩邊源漏區(qū)域的應(yīng)變薄膜的張力作用，使得柵極區(qū)域(即溝道區(qū)域)的半導(dǎo)體納米線具有壓應(yīng)力。在柵極工藝完成后，這種半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)的壓應(yīng)力就被固定在半導(dǎo)體納米線中，后續(xù)張應(yīng)變薄膜層去除后也不會(huì)使這種壓應(yīng)力消失。下面分析第一種狀況，即最終的半導(dǎo)體納米線中沿長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)張應(yīng)力狀況
如圖15所示，該結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體納米線32C是與半導(dǎo)體襯墊(Pad)32A和32B相連，而半導(dǎo)體襯墊32A和32B又與絕緣基底22A和22B相連，在其工藝制備過程有一個(gè)步驟是，包裹在半導(dǎo)體納米線上的壓應(yīng)變薄膜被刻蝕掉而只保留包裹在半導(dǎo)體襯墊32A和32B上的壓應(yīng)變薄膜，這時(shí)，受兩邊收縮應(yīng)力作用，半導(dǎo)體納米線32C所受到的力其實(shí)不是在水平方向的，而是如圖中標(biāo)出的水平向下一定角度的反向張應(yīng)力。當(dāng)半導(dǎo)體納米線足夠細(xì)時(shí)，這種不在水平方向的反向張應(yīng)力可能會(huì)造成半導(dǎo)體納米線中間部位發(fā)生錯(cuò)位，甚至斷裂。下面分析第二種狀況，即最終的半導(dǎo)體納米線中沿長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)壓應(yīng)力狀況
如圖16所示，該結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體納米線32C是與半導(dǎo)體襯墊(Pad)32A和32B相連，而半導(dǎo)體襯墊32A和32B又與絕緣基底22A和22B相連，在其工藝制備過程有一個(gè)步驟是，包裹在半導(dǎo)體納米線上的張應(yīng)變薄膜被刻蝕掉而只保留包裹在半導(dǎo)體襯墊32A和32B上的張應(yīng)變薄膜，這時(shí)，受兩邊張應(yīng)力作用，半導(dǎo)體納米線32C所受到的力其實(shí)不是在水平方向的，而是如圖中標(biāo)出的水平向上一定角度的反向壓應(yīng)力。當(dāng)半導(dǎo)體納米線足夠細(xì)時(shí)，這種不在水平方向的反向壓應(yīng)力可能會(huì)造成半導(dǎo)體納米線中間部位發(fā)生錯(cuò)位，甚至斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)(如US2011/0104860A1)中半導(dǎo)體納米線反向內(nèi)建應(yīng)力不在水平方向的問題。本發(fā)明的目的是提供一種制作內(nèi)建應(yīng)力納米線的方法、一種制作半導(dǎo)體器件的方法、以及上述方法制作的半導(dǎo)體器件，能夠避免半導(dǎo)體納米線反向內(nèi)建應(yīng)力不在水平方向的問題，從而避免了半導(dǎo)體納米線中間部位可能發(fā)生的發(fā)生錯(cuò)位，甚至斷裂問題。本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種制作半導(dǎo)體內(nèi)建應(yīng)力納米線的方法，步驟包括 步驟1，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括位于頂層的半導(dǎo)體層(如硅層)和頂層半
導(dǎo)體層下方的埋氧層，頂層半導(dǎo)體層中含有雜質(zhì)離子；
步驟2，在頂層半導(dǎo)體中確定半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備區(qū)域，通過刻蝕制備所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域，刻蝕至埋氧層，并刻蝕去除部分埋氧層，使刻蝕區(qū)域的埋氧層上表面低于半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域埋氧層上表面；所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域包括兩端的源漏襯墊，以及連接兩端的納米線區(qū)域；
步驟3，去除納米線區(qū)域下方的部分埋氧層，使納米線區(qū)域與埋氧層分離；
步驟4，在納米線區(qū)域制備半導(dǎo)體納米線；
步驟5，頂層半導(dǎo)體表面以及埋氧層表面沉積應(yīng)變薄膜；
步驟6，沉積二氧化硅，使頂層半導(dǎo)體層與埋氧層之間的空隙中填充二氧化硅。 接下來，即可用于制備柵極，并制成半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種制作NWFET半導(dǎo)體器件的方法，步驟包括
步驟1，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括位于頂層的半導(dǎo)體層(如硅層)和頂層半導(dǎo)體層下方的埋氧層，頂層半導(dǎo)體層中含有雜質(zhì)離子；
步驟2，在頂層半導(dǎo)體中確定半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備區(qū)域，通過刻蝕制備所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域，刻蝕至埋氧層，并刻蝕去除部分埋氧層，使刻蝕區(qū)域的埋氧層上表面低于半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域埋氧層上表面；所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域包括兩端的源漏襯墊，以及連接兩端的納米線區(qū)域；
步驟3，去除納米線區(qū)域下方的部分埋氧層，是納米線區(qū)域與埋氧層分離；
步驟4，在納米線區(qū)域制備半導(dǎo)體納米線；
步驟5，頂層半導(dǎo)體表面以及埋氧層表面沉積應(yīng)變薄膜；
步驟6，沉積二氧化硅，使頂層半導(dǎo)體層與埋氧層之間的空隙中填充二氧化硅；
步驟7，確定柵極區(qū)，并刻蝕去除柵極區(qū)的應(yīng)變薄膜，刻蝕至埋氧層，暴露出柵極區(qū)的納米線；步驟8，在暴露出的納米線表面沉積柵氧層，然后在柵極區(qū)沉積柵極材料，形成柵極；步驟9，去除剩余的填充二氧化硅和應(yīng)變薄膜，沉積側(cè)墻，然后進(jìn)行源漏注入工藝、金屬硅合金工藝以及接觸孔制作工藝，將柵極、源極、漏極引出，制備半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的第三個(gè)方面是提供一種上述方法制作的NWFET半導(dǎo)體器件。本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述硅襯底可以是任意SOI硅片。其中，埋氧層厚度優(yōu)選為10 IOOOnm,頂層半導(dǎo)體層厚度優(yōu)選為10 200nm。本發(fā)明所述“頂層半導(dǎo)體層中包括雜質(zhì)離子”，可以是通過離子注入、或頂層半導(dǎo)體層原始包括雜質(zhì)離子來實(shí)現(xiàn)，其作為后續(xù)NWFET溝道摻雜離子。
本發(fā)明上述內(nèi)容中，半導(dǎo)體納米線截面形狀可以是圓形、橢圓形，或橫向或縱向跑道的形狀。本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述應(yīng)變薄膜可以是本領(lǐng)域技術(shù)任意已知可用的任意材料，優(yōu)選為氮化硅。其中，所述應(yīng)變薄膜可以是壓應(yīng)力薄膜，以滿足后續(xù)納米線長(zhǎng)度方向(NWFET溝道方向)具有張應(yīng)力。其中，所述應(yīng)變薄膜可以是張應(yīng)力薄膜，以滿足后續(xù)納米線長(zhǎng)度方向(NWFET溝道方向)具有壓應(yīng)力。本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述柵氧層材料可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意可用的材料，如二氧化硅、SiON、Si3N4、高K材料或上述物質(zhì)的任意組合。本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述高K材料可以為Hf02、ZrO2, La203、A1203、TiO2, SrTiO3>LaAlO3' Y2O3> HfOxNy、ZrOxNy、La2OxNy, Al2OxNy' TiOxNy、SrTiOxNy, LaAlOxNy' Y2OxNy 的一種或組合。本發(fā)明上述內(nèi)容中，所述柵極材料可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意可用材料，如多晶娃、無定型娃，金屬或上述物質(zhì)的任意組合。本發(fā)明上述方法，以及所述方法制作的NWFET半導(dǎo)體器件，采用后柵工藝(Gate-last)，在進(jìn)行柵極區(qū)域刻蝕時(shí)，NWFET區(qū)域側(cè)面已有SiO2層保護(hù)，這時(shí)柵極區(qū)域的NW受到的反向應(yīng)力方向是水平方向的，從而有效解決了美國(guó)專利US2011/0104860A1中出現(xiàn)的問題，即避免了半導(dǎo)體納米線反向內(nèi)建應(yīng)力不在水平方向的問題，從而避免了半導(dǎo)體納米線中間部位可能發(fā)生的發(fā)生錯(cuò)位，甚至斷裂問題。


圖廣圖13為本發(fā)明制作半導(dǎo)體納米線以及半導(dǎo)體器件流程示意圖，其中
圖I為半導(dǎo)體襯底結(jié)構(gòu)不意 圖2A為刻蝕制備半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NWFET)區(qū)域剖面示意 圖2B為刻蝕制備半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NWFET)區(qū)域俯視示意 圖3為步驟3中刻蝕去除部分埋氧層后剖面結(jié)構(gòu)示意 圖4為制備半導(dǎo)體納米線剖面結(jié)構(gòu)示意 圖5為步驟5中沉積應(yīng)變薄膜剖面結(jié)構(gòu)示意 圖6為步驟6中填充二氧化硅剖面結(jié)構(gòu)示意 圖7A為柵極區(qū)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B為柵極區(qū)俯視結(jié)構(gòu)示意 圖8為柵氧工藝剖面 圖9A為步驟8中沉積柵極材料后剖面視 圖9B為步驟8中去除多余柵極材料后剖面視 圖10為步驟9中去除剩余的填充二氧化硅和應(yīng)變薄膜后剖面視 圖11為制備側(cè)墻剖面視 圖12為金屬硅合金工藝剖面視 圖13為接觸孔工藝后制備的半導(dǎo)體器件剖面視圖； 圖14為納米線截面形狀，其中圖14A為圓形，圖14B為橫向跑道形狀，圖14C為縱向跑道形狀；。圖15為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體納米線中沿長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)張應(yīng)力狀況； 圖16為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體納米線中沿長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)壓應(yīng)力狀況。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
步驟1，
如圖I所示，提供具有埋氧層的半導(dǎo)體襯底，優(yōu)選地，襯底為SOI硅片，包括埋氧層I和頂層半導(dǎo)體層2 (硅層)。優(yōu)選地，埋氧層厚度為IOnnTlOOOnm,頂層半導(dǎo)體層厚度為10nnT200nm。頂層半導(dǎo)體層2中原始包括雜質(zhì)離子，作為后續(xù)NWFET的溝道摻雜離子。步驟2
如圖2A和圖2B所示,在頂層半導(dǎo)體層2上確定半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NanowireFET, NWFET)的制備區(qū)域，在所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域上覆蓋PR掩膜3，對(duì)頂層半導(dǎo)體層2進(jìn)行光刻，覆蓋有PR掩膜3的頂層半導(dǎo)體層2形成半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域，所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域兩端分別為源區(qū)襯墊31、和漏區(qū)襯墊32，中間為連接源區(qū)襯墊31和漏區(qū)襯墊32的納米線區(qū)30。所述光刻一直刻蝕至埋氧層1，并且刻蝕除去部分埋氧層1，使半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域埋氧層上表面高于周圍埋氧層上表面。步驟3
如圖3所示，去除PR掩膜，然后濕法刻蝕去除納米線區(qū)30下方的部分埋氧層1，使得頂層半導(dǎo)體層2在納米線區(qū)30下方存在空洞層10，但應(yīng)當(dāng)理解的是，源區(qū)襯墊31和漏區(qū)襯墊32應(yīng)當(dāng)與埋氧層相連。步驟4
通過熱氧化工藝、以及濕法除去頂層半導(dǎo)體層表面的氧化層，制備出半導(dǎo)體納米線20，如圖4所示。根據(jù)半導(dǎo)體納米線區(qū)域刻蝕寬度和厚度的不同，半導(dǎo)體納米線20的截面可以是圓形(圖14A)、橫向跑道(圖14B)或縱向跑道(圖14C)等形狀。步驟5
參照?qǐng)D5，在納米線20表面、源區(qū)襯墊31表面、漏區(qū)襯墊32表面、以及埋氧層I上表面沉積應(yīng)變薄膜4 (如氮化硅)，其中，如需要后續(xù)半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(NWFET溝道方向)具有張應(yīng)力，則沉積壓應(yīng)變薄膜，如需要后續(xù)半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(NWFET溝道方向)具有壓應(yīng)力，則沉積張應(yīng)變薄膜。步驟6
參照?qǐng)D6，沉積二氧化硅層5，使頂層半導(dǎo)體層(納米線20)下方的空洞層10被二氧化硅填充。接下來，制備柵極、并進(jìn)一步制備NWFET半導(dǎo)體器件。實(shí)施例2 步驟1，
如圖I所示，提供具有埋氧層的半導(dǎo)體襯底，優(yōu)選地，襯底為SOI硅片，包括埋氧層I和頂層半導(dǎo)體層2 (硅層)。 優(yōu)選地，埋氧層厚度為IOnnTlOOOnm,頂層半導(dǎo)體層厚度為10nnT200nm。頂層半導(dǎo)體層2中通過離子注入，使其包括雜質(zhì)離子，作為后續(xù)NWFET的溝道摻雜離子。步驟2
在頂層半導(dǎo)體層2上確定半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Nanowire FET, NWFET)的制備區(qū)域，在所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域上覆蓋硬掩膜，對(duì)頂層半導(dǎo)體層2進(jìn)行刻蝕，覆蓋有硬掩膜的頂層半導(dǎo)體層2形成半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域，所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域兩端分別為源區(qū)襯墊31、和漏區(qū)襯墊32，中間為連接源區(qū)襯墊31和漏區(qū)襯墊32的納米線區(qū)30。所述刻蝕工藝一直刻蝕至埋氧層I，并且刻蝕除去部分埋氧層I，使半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備區(qū)域埋氧層上表面高于周圍埋氧層上表面。步驟3
如圖3所示，去除硬掩膜，然后濕法刻蝕去除納米線區(qū)30下方的部分埋氧層1，使得頂層半導(dǎo)體層2在納米線區(qū)30下方存在空洞層10，但應(yīng)當(dāng)理解的是，源區(qū)襯墊31和漏區(qū)襯墊32應(yīng)當(dāng)與埋氧層相連。步驟4
通過熱氧化工藝、以及濕法除去頂層半導(dǎo)體層表面的氧化層，制備出半導(dǎo)體納米線20，如圖4所示。根據(jù)半導(dǎo)體納米線區(qū)域刻蝕寬度和厚度的不同，半導(dǎo)體納米線20的截面可以是圓形(圖14A)、橫向跑道(圖14B)或縱向跑道(圖14C)等形狀。步驟5
參照?qǐng)D5，在納米線20表面、源區(qū)襯墊31表面、漏區(qū)襯墊32表面、以及埋氧層I上表面沉積應(yīng)變薄膜4 (如氮化硅)，其中，如需要后續(xù)半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(NWFET溝道方向)具有張應(yīng)力，則沉積壓應(yīng)變薄膜，如需要后續(xù)半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(NWFET溝道方向)具有壓應(yīng)力，則沉積張應(yīng)變薄膜。步驟6
參照?qǐng)D6，沉積二氧化硅層5，使頂層半導(dǎo)體層(納米線20)下方的空洞層10被二氧化硅填充。
步驟7
確定柵極區(qū)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知，柵極區(qū)可以是跨過納米線20，如圖7A、7B所示，通過光刻刻蝕(可以采用PR mask，也可以采用Hard mask)工藝將NWFET的柵極區(qū)域刻蝕出來，將該區(qū)域內(nèi)的應(yīng)變薄膜層刻蝕掉，并且一直刻蝕到埋氧層為止。這時(shí)，如果原應(yīng)變薄膜層為壓應(yīng)變特性，由于源漏Pad區(qū)域應(yīng)變薄膜層的收縮作用，柵極區(qū)域的NW就具有張應(yīng)力；而如果原應(yīng)變薄膜層為張應(yīng)變特性，由于源漏Pad區(qū)域應(yīng)變薄膜層的張力作用，柵極區(qū)域的NW就具有壓應(yīng)力。同時(shí)，由剖面圖可知，由于NWFET區(qū)域側(cè)面已有SiO2層保護(hù)，這時(shí)柵極區(qū)域的NW受到的反向應(yīng)力方向是水平方向的，從而有效解決了美國(guó)專利US2011/0104860A1 的問題。步驟8
進(jìn)行柵氧工藝，在納米線外表面形成柵氧層61，可以通過熱氧化或者沉積工藝制備SiO2或者SiON或者Si3N4或者通過沉積工藝制備高K柵氧層或者其組合的柵氧層，其中，通過沉積工藝制備的高K柵氧層可以為HfO2、ZrO2, La203、Al203、Ti02、SrTi03、LaA103、Y203、HfOxNy, ZrOxNy, La2OxNy' Al2OxNy' TiOxNy、SrTiOxNy, LaAlOxNy' Y2OxNy 的一種或組合。如圖 8 所
/Jn o然后在柵極區(qū)沉積柵極材料62，如圖9A所示，柵極材料可以為多晶硅、無定形硅、
金屬或者其組合。去除多余的柵極材料去除，形成柵極6，如圖9B所示。步驟9
參照?qǐng)D10，濕法去除表面及原空洞層中填充的SiO2，再濕法去除剩余的應(yīng)變薄膜層，這時(shí)由于柵氧層工藝和柵極工藝已完成，半導(dǎo)體納米線中的應(yīng)力被保留在半導(dǎo)體納米線長(zhǎng)度方向(即NWFET溝道方向)而不會(huì)因?yàn)閼?yīng)變薄膜層的去除而消失。然后沉積柵極側(cè)墻層，自對(duì)準(zhǔn)刻蝕制備柵極側(cè)墻7，如圖11所示，并進(jìn)行源漏區(qū)注入工藝。最后，參照?qǐng)D12，在柵極兩側(cè)進(jìn)行金屬硅合金工藝(Silicide)，然后在柵極、源區(qū)以及漏區(qū)上方制備接觸孔9，將NWFET源、漏、柵極引出，從而得到NWFET半導(dǎo)體器件，如圖13所示。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和 替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制作半導(dǎo)體內(nèi)建應(yīng)力納米線的方法，其特征在于，步驟包括 步驟1，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括位于頂層的半導(dǎo)體層和頂層半導(dǎo)體層下方的埋氧層，頂層半導(dǎo)體層中含有雜質(zhì)離子； 步驟2，在頂層半導(dǎo)體中確定半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備區(qū)域，通過刻蝕制備所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域，刻蝕至埋氧層，并刻蝕去除部分埋氧層，使刻蝕區(qū)域的埋氧層上表面低于半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域埋氧層上表面；所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域包括兩端的源漏襯墊，以及連接兩端的納米線區(qū)域； 步驟3，去除納米線區(qū)域下方的部分埋氧層，使納米線區(qū)域與埋氧層分離； 步驟4，在納米線區(qū)域制備半導(dǎo)體納米線； 步驟5，頂層半導(dǎo)體表面以及埋氧層表面沉積應(yīng)變薄膜； 步驟6，沉積二氧化硅，使頂層半導(dǎo)體層與埋氧層之間的空隙中填充二氧化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述硅襯底中，埋氧層厚度為l(TlOOOnm，頂層半導(dǎo)體層厚度為l(T200nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)變薄膜是壓應(yīng)力薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)變薄膜是張應(yīng)力薄膜。
5.一種制作NMFET半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，步驟包括 步驟1，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括位于頂層的半導(dǎo)體層和頂層半導(dǎo)體層下方的埋氧層，頂層半導(dǎo)體層中含有雜質(zhì)離子； 步驟2，在頂層半導(dǎo)體中確定半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管制備區(qū)域，通過刻蝕制備所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域，刻蝕至埋氧層，并刻蝕去除部分埋氧層，使刻蝕區(qū)域的埋氧層上表面低于半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域埋氧層上表面；所述半導(dǎo)體納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管區(qū)域包括兩端的源漏襯墊，以及連接兩端的納米線區(qū)域； 步驟3，去除納米線區(qū)域下方的部分埋氧層，使納米線區(qū)域與埋氧層分離； 步驟4，在納米線區(qū)域制備半導(dǎo)體納米線； 步驟5，頂層半導(dǎo)體表面以及埋氧層表面沉積應(yīng)變薄膜； 步驟6，沉積二氧化硅，使頂層半導(dǎo)體層與埋氧層之間的空隙中填充二氧化硅； 步驟7，確定柵極區(qū)，并刻蝕去除柵極區(qū)的應(yīng)變薄膜，刻蝕至埋氧層，暴露出柵極區(qū)的納米線； 步驟8，在暴露出的納米線表面沉積柵氧層，然后在柵極區(qū)沉積柵極材料，形成柵極；步驟9，去除剩余的填充二氧化硅和應(yīng)變薄膜，沉積側(cè)墻，然后進(jìn)行源漏注入工藝、金屬硅合金工藝以及接觸孔制作工藝，將柵極、源極、漏極引出，制備半導(dǎo)體器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述柵氧層材料選自二氧化硅、SiON,Si3N4、或高K材料，或上述物質(zhì)的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述柵極材料選自多晶硅、無定型硅，金屬或上述物質(zhì)的任意組合。
8.—種如權(quán)利要求5所述方法制作的NWFET半導(dǎo)體器件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制作內(nèi)建應(yīng)力納米線的方法、制作半導(dǎo)體器件的方法、以及所述方法制作的NWFET半導(dǎo)體器件，本發(fā)明所述方法采用后柵工藝(Gate-last)，在進(jìn)行柵極區(qū)域刻蝕時(shí)，NWFET區(qū)域側(cè)面已有SiO2層保護(hù)，這時(shí)柵極區(qū)域的NW受到的反向應(yīng)力方向是水平方向的，從而有效解決了美國(guó)專利US2011/0104860A1中出現(xiàn)的問題，即避免了半導(dǎo)體納米線反向內(nèi)建應(yīng)力不在水平方向的問題，從而避免了半導(dǎo)體納米線中間部位可能發(fā)生的錯(cuò)位，甚至斷裂問題。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102683177SQ20121013604
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者葛洪濤, 黃曉櫓 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司