中芯國際的該項(xiàng)專利通過在第一鰭部層和源漏摻雜層之間形成阻擋層，阻擋層中的第一離子填充阻擋層材料的原子間隙，使得源漏摻雜層中的源漏離子無法進(jìn)入到阻擋層的原子晶格間隙中，從而抑制源漏摻雜層中的源漏摻雜離子進(jìn)入第一鰭部層，減小了短溝道效應(yīng)，提高了鰭型半導(dǎo)體器件的性能。

集微網(wǎng)消息， 作為國內(nèi)最大的晶圓代工廠，中芯國際在2019年向美國泛林半導(dǎo)體公司購買了大量半導(dǎo)體設(shè)備，如蝕刻機(jī)、CVD（化學(xué)氣相沉積）等，極大加速了14nm和12nm工藝的生產(chǎn)能力。與此同時(shí)，中芯國際大力發(fā)展7nm工藝，加速國內(nèi)芯片發(fā)展。

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，根據(jù)摩爾定律，半導(dǎo)體器件一直向著更高的元件密度，以及更高的集成度方向發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)體系中。然而傳統(tǒng)的平面器件由于對溝道電流的控制能力弱，會(huì)產(chǎn)生短溝道效應(yīng)而導(dǎo)致漏電流，從而影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。為避免硅基平面場效應(yīng)晶體管由于尺寸減小帶來的短溝道效應(yīng)等缺陷，鰭式晶體管（FinFET）將溝道和柵極制備成類似于魚鰭（Fin）的豎直形態(tài)，將半導(dǎo)體襯底、阻擋層、柵極、源極和漏極分別放置于鰭式結(jié)構(gòu)的表面與側(cè)壁，為了減小源漏摻雜層與后續(xù)形成的插塞之間的接觸電阻，現(xiàn)有技術(shù)多采用提高源漏摻雜層的摻雜濃度的方式，使得溝道區(qū)中具有源漏摻雜離子，導(dǎo)致了短溝道效應(yīng)，所形成的半導(dǎo)體器件性能較差，很難應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

在這種情況下，中芯國際公司早在2018年5月25日就提出一項(xiàng)名為“半導(dǎo)體器件及其形成方法”的發(fā)明專利（專利號：201810516529.7），申請人為中芯國際集成電路制造(上海)有限公司。該專利主要提供了一種鰭式半導(dǎo)體器件及其形成方法，以提高半導(dǎo)體器件的性能。

圖1 鰭式半導(dǎo)體器件初始結(jié)構(gòu)

圖1中首先提供了半導(dǎo)體襯底200，可為單晶硅、多晶硅、非晶硅或者其他硅、鍺、鍺化硅、砷化鎵等半導(dǎo)體材料。在襯底200上具有鰭部210，鰭部210包括多層沿半導(dǎo)體襯底表面法線方向重疊的第一鰭部層211、以及位于相鄰兩層的第二鰭部層212，這兩層鰭部材料為單晶硅或者單晶鍺硅。在圖1中，半導(dǎo)體襯底200上形成隔離結(jié)構(gòu)201，覆蓋鰭部結(jié)構(gòu)210的部分側(cè)壁，同時(shí)隔離結(jié)構(gòu)201的頂部表面低于鰭部210的頂部表面。

圖2 鰭式半導(dǎo)體中間結(jié)構(gòu)

在圖2中，半導(dǎo)體的偽柵極結(jié)構(gòu)本體包括偽柵極層220、位于其頂部表面的保護(hù)層202以及覆蓋偽柵極結(jié)構(gòu)本體側(cè)壁的側(cè)墻，包括第一側(cè)墻231和第二側(cè)墻241。其中第一側(cè)墻231在離子注入形成輕摻雜區(qū)的過程中保護(hù)偽柵極結(jié)構(gòu)，并且能定義輕摻雜區(qū)的位置，第二側(cè)墻241位于偽柵極結(jié)構(gòu)220和第一側(cè)墻231兩側(cè)，覆蓋第一側(cè)墻231側(cè)壁表面。為定義后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)和源漏摻雜層之間的距離，在偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成第一凹槽203，從而為后續(xù)形成源漏摻雜層提供空間。同時(shí)去除側(cè)壁部分凹陷，形成凹槽204，并保證第一寬度D1小于所述第二寬度D2，從而使得后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的溝道距離變長，載流子通道變大。

最后，此專利通過在第一鰭部層和源漏摻雜層之間形成阻擋層，阻擋層中的第一離子填充阻擋層材料的原子間隙，使得源漏摻雜層中的源漏離子無法進(jìn)入到阻擋層的原子晶格間隙中，從而抑制源漏摻雜層中的源漏摻雜離子進(jìn)入第一鰭部層，減小了短溝道效應(yīng)，提高了鰭型半導(dǎo)體器件的性能。

單原子層溝道的鰭型場效應(yīng)管是國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域競相研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，而中芯國際提出的此項(xiàng)有關(guān)鰭型半導(dǎo)體的制作工藝與方法具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，希望國內(nèi)企業(yè)能夠在這方面向單原子層溝道方向進(jìn)行努力突破，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。