鳍式场效晶体管器件制造技术

揭露鳍式场效晶体管器件及其形成方法。鳍式场效晶体管器件包括衬底、多个栅极以及绝缘墙。衬底具有在第一方向上延伸的多个鳍。多个栅极在与第一方向不同的第二方向上延伸，且分别横跨多个鳍。相邻栅极中的两者以端对端的方式配置。在第一方向上延伸的绝缘墙位于相邻栅极的面对端部之间，且与相邻栅极中的每一者的栅介电材料实体接触。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效晶体管器件
本专利技术实施例是关于鳍式场效晶体管(FinFET)器件及其形成方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)产业经历了快速的成长。在IC材料和设计技术方面的技术精进使IC有世代的演进，相较于前一世代，下一世代的IC体积更小且电路更为复杂。在集成电路进化的过程中，功能密度(亦即，每芯片面积的互连器件的数量)不断地增加，而几何尺寸(即，可使用制造过程所产生的最小器件或线)不断地缩小。这样的按比例缩小工艺通常通过提高生产效率以及降低相关成本来提供益处。这种按比例缩小增加了处理和制造IC的复杂性，并且为了实现这些进步，需要IC处理和制造中的类似发展。举例来说，引进例如鳍式场效晶体管的三维晶体管来代替平面晶体管。尽管现有的鳍式场效晶体管器件及其形成方法对于它们的预期目的通常已经足够，然而它们不是在所有方面都令人完全满意。举例来说，将绝缘材料填入紧邻的栅极之间而不产生孔洞(void)是相当困难的，且因此降低了鳍式场效晶体管器件的效能。希望在这方面有所改良。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例，一种鳍式场效晶体管器件包括衬底、第一栅极、第二栅极以及绝缘墙。衬底具有在第一方向上延伸的至少一第一鳍以及至少一第二鳍。第一栅极在与所述第一方向不同的第二方向上延伸，且横跨所述至少一第一鳍。第二栅极在所述第二方向上延伸，且横跨所述至少一第二鳍。所述第一栅极的端部(end)与第二栅极的端部彼此面对。绝缘墙在所述第一方向上延伸，位于所述第一栅极的端部与所述第二栅极的端部之间，且与所述第一栅极以及所述第二栅极中的每一者的栅介电材料实体接触(physicalcontact)。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术实施例的各个方面。请注意，根据产业中的标准实务，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，各种特征的尺寸可以任意地增大或减小。图1A至图1H为根据一些实施例所示出的鳍式场效晶体管器件的形成方法的立体示意图。图2以及图3为根据替代性实施例所示出的鳍式场效晶体管器件的立体示意图。图4A至图4C为根据另一些替代性实施例所示出的鳍式场效晶体管器件的形成方法的立体示意图。具体实施方式以下揭露内容提供许多不同的实施例或实例，用于实现所提供标的物的不同特征。以下所描述的构件及配置的具体实例是为了以简化的方式传达本揭露为目的。当然，这些仅仅为实例而非用以限制。举例来说，于以下描述中，在第一特征上方或在第一特征上形成第二特征可包括第二特征与第一特征形成为直接接触的实施例，且亦可包括第二特征与第一特征之间可形成有额外特征使得第二特征与第一特征可不直接接触的实施例。此外，本揭露在各种实例中可使用相同的器件符号和/或字母来指代相同或类似的部件。器件符号的重复使用是为了简单及清楚起见，且并不表示所欲讨论的各个实施例和/或配置本身之间的关系。另外，为了易于描述附图中所示出的一个构件或特征与另一构件或特征的关系，本文中可使用例如「在…下」、「在…下方」、「下部」、「在…上」、「在…上方」、「上部」及类似术语的空间相对术语。除了附图中所示出的定向之外，所述空间相对术语意欲涵盖器件在使用或操作时的不同定向。设备可被另外定向(旋转90度或在其他定向)，而本文所用的空间相对术语相应地做出解释。图1A至图1H为根据一些实施例所示出的鳍式场效晶体管器件的形成方法的立体示意图。请参照图1A，提供了其上具有多个分开的鳍102a至102d的衬底100。在一些实施例中，衬底100为半导体衬底，例如硅衬底、绝缘体上硅(SOI)衬底、硅锗(SiGe)衬底，或由其他合适的半导体材料所形成的衬底。在一些实施例中，衬底100具有彼此相邻的第一区10以及第二区20。在一些实施例中，第一区10为N型金氧半导体(NMOS)区，且第二区20为P型金氧半导体(PMOS)区。在替代性实施例中，第一区10为PMOS区，且第二区20为NMOS区。在一些实施例中，鳍102a至102d在第一方向上延伸。在一些实施例中，鳍102a至102d以及衬底100由相同材料所构成，例如硅。在替代性实施例中，包括于鳍102a至102d中的材料不同于衬底100的材料。举例来说，鳍102a至102d包括硅锗，而衬底100包括硅。在一些实施例中，于第一区10中提供至少一鳍102a以及至少一鳍102b，且于第二区20中提供至少一鳍102c以及至少一鳍102d。具体而言，在第一区10中，鳍102a以及鳍102b配置为互相平行，且其端部彼此对齐。在第二区20中，鳍102c以及102d配置为互相平行，且其端部彼此对齐。在一些实施例中，鳍102a以及鳍102c以端对端(end-to-end)的方式沿第一方向配置，且鳍102b以及鳍102d以端对端的方式沿相同方向配置。具体而言，至少一鳍102a的一端部面对至少一鳍102c的对应端部，且至少一鳍102b的一端部面对至少一鳍102d的对应端部。请继续参照图1A，衬底100更具有形成于其上的隔离层104。在一些实施例中，隔离层104覆盖鳍102a至102d的下部且裸露出鳍102a至102d的上部。在一些实施例中，隔离层104为浅沟槽隔离(STI)结构。隔离层104包括介电材料，例如氧化硅。鳍102a至102d以及隔离层104可使用各种现有的合适的方法来形成，例如间隙壁双重图案化技术(spacerdoublepatterningtechnique；SDPT)。请参照图1B至图1C，于鳍102a与鳍102b之间、鳍102c与鳍102d之间形成绝缘墙116，绝缘墙116与鳍102a至102d平行。在一些实施例中，于隔离层104上形成绝缘层106，且绝缘层106覆盖鳍102a至102d，如图1B所示。在一些实施例中，绝缘层106包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅(siliconcarbide)、氧化铜(copperoxide)、氧化镍(nickeloxide)、氧化锌(zincoxide)、氧化镧锰(lanthanummanganeseoxide)、氧化镧铜(lanthanumcopperoxide)或其组合。在一些实施例中，绝缘层106由单一材料所构成。在替代性实施例中，绝缘层106包括依序堆叠于隔离层104上的多个水平薄膜(horizontalfilms)。绝缘层106由合适的工艺所形成，例如物理气相沉积(PVD)、溅镀、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或其组合。然后，于绝缘层106上形成掩模层108。在一些实施例中，掩模层108包括光敏材料，例如正光刻胶或负光刻胶。在替代性实施例中，掩模层108为三层光刻胶，其包括底层、位于底层上的中间层(例如，含硅硬掩模层)，以及位于中间层上的光刻胶层。将光刻胶层中所形成的图案先转移至中间层，再转移至底层，且因此定义下伏目标图案。在另一些替代性实施例中，掩模层108包括介电材料，且此介电材料的蚀刻选择比不同于绝缘层106的蚀刻选择比。举例来说，绝缘层106与掩模层108的蚀刻选择比为大于约5。在一些实施例中，掩模层108由光刻工艺所形成。在替代性实施例中，通过合适的工艺(例如，旋转涂布、PVD、CVD、ALD或其组合)以及后续的光刻蚀刻工艺，来形成掩模层108。然后，使用掩模层108作为蚀刻掩模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效晶体管器件，其特征在于包括：衬底，具有在第一方向上延伸的至少一第一鳍以及至少一第二鳍；第一栅极，在与所述第一方向不同的第二方向上延伸，且横跨所述至少一第一鳍，第二栅极，在所述第二方向上延伸，且横跨所述至少一第二鳍，其中所述第一栅极的端部与第二栅极的端部彼此面对；以及绝缘墙，在所述第一方向上延伸，位于所述第一栅极的端部与所述第二栅极的端部之间，且与所述第一栅极以及所述第二栅极中的每一者的栅介电材料实体接触。

【技术特征摘要】
2015.11.16 US 14/941,6631.一种鳍式场效晶体管器件，其特征在于包括：衬底，具有在第一方向上延伸的至少一第一鳍以及至少一第二鳍；第一栅极，在与所述第一方向不同的第二方向上延伸，且横跨所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓桔程，曾鸿辉，陈臆仁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71