鳍式场效应晶体管（FinFET）器件及其形成方法技术

本发明专利技术提供了鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构以及形成FinFET器件结构的方法。FinFET结构包括衬底和形成在衬底上的隔离结构。FinFET结构也包括在衬底之上延伸的鳍结构，并且鳍结构嵌入在隔离结构中。FinFET结构还包括形成在鳍结构上的外延结构，外延结构具有五边形形状，并且外延结构和鳍结构之间的界面低于隔离结构的顶面。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请与2014年10月17日提交的标题为“鳍式场效应晶体管(FinFET)器件及其形成方法”的以下共同代决和共同受让的美国专利申请第14/517,209号(申请人案号：TSMC2014-0686；代理案号：0941-3065PUS1)相关。
本专利技术涉及集成电路器件，更具体地，涉及鳍式场效应晶体管(FinFET)器件及其形成方法。
技术介绍
半导体器件用于各种电子应用中，诸如个人计算机、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层以及使用光刻来图案化各个材料层以在各个材料层上形成电路组件和元件来制造半导体器件。在单个半导体晶圆上通常制造许多集成电路，并且通过沿着划线在集成电路之间锯切来分割晶圆上的单独的管芯。例如，单独的管芯通常以多芯片模块或其他封装类型来分别封装。随着半导体工业为了寻求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本而进入纳米技术工艺节点，来自制造和设计问题的挑战已经导致三维设计的发展，诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)。FinFET制造为具有从衬底延伸的薄垂直“鳍”(或鳍结构)。在该垂直鳍中形成FinFET的沟道。在鳍上方提供栅极。FinFET的优势可以包括减小短沟道效应和更高的电流。虽然现有的FinFET器件以及制造FinFET器件的方法对于它们的预期目的通常已经足够，但是它们不是在所有方面都已经完全令人满意。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；隔离结构，形成在所述衬底上；鳍结构，在所述衬底之上延伸，其中，所述鳍结构嵌入在所述隔离结构中；以及外延结构，形成在所述鳍结构上，其中，所述外延结构具有五边形形状，并且其中，所述外延结构和所述鳍结构之间的界面低于所述隔离结构的顶面。在上述FinFET器件结构中，其中，还包括：栅极堆叠件结构，形成在所述鳍结构的中心部分上方；以及栅极侧壁间隔件，邻近所述栅极堆叠件结构形成。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构形成在沟槽中，并且所述沟槽在所述隔离结构中具有在从约0.1nm至约50nm的范围内的深度。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括底面和邻接所述底面的第一表面，并且其中，所述底面和所述第一表面之间的角在从约90度至约175度的范围内。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括底面和邻接所述底面的第一表面，并且其中，所述底面和所述第一表面之间的角在从约90度至约175度的范围内，其中，所述外延结构还包括邻接所述第一表面的第二表面，并且所述第一表面和所述第二表面之间的交点高于所述隔离结构的顶面。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括底面和邻接所述底面的第一表面，并且其中，所述底面和所述第一表面之间的角在从约90度至约175度的范围内，其中，所述外延结构还包括邻接所述第一表面的第二表面，并且所述第一表面和所述第二表面之间的交点高于所述隔离结构的顶面，其中，所述第一表面和所述第二表面之间的角在从约10度至约175度的范围内。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括源极/漏极结构。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括第一宽度，所述鳍结构具有第二宽度，并且所述第一宽度大于所述第二宽度。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括第一宽度，所述鳍结构具有第二宽度，并且所述第一宽度大于所述第二宽度，其中，所述外延结构包括第一高度，并且所述第一高度与所述第一宽度的比率在从约1至约100的范围内。根据本专利技术的另一方面，提供了一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；隔离结构，形成在所述衬底上；鳍结构，在所述衬底之上延伸，其中，所述鳍结构从所述隔离结构突出；以及外延结构，形成在所述鳍结构上，其中，所述外延结构包括底面和邻接所述底面的第一表面，并且其中，所述底面和所述第一表面之间的角在从约90度至约175度的范围内。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构还包括邻接所述第一表面的第二表面，并且所述第一表面和所述第二表面之间的交点高于所述隔离结构的顶面。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构具有第一宽度和第一高度，并且所述第一高度与所述第一宽度的比率在从约1至约100的范围内。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构还包括邻接所述第一表面的第二表面，并且所述第一表面和所述第二表面之间的交点高于所述隔离结构的顶面，其中，所述鳍结构具有第二宽度，并且所述第一宽度大于所述第二宽度。在上述FinFET器件结构中，其中，还包括：栅极堆叠件结构，形成在所述鳍结构的中心部分上方；以及所述外延结构，邻近所述栅极堆叠件结构形成。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构还包括邻接所述第一表面的第二表面，并且所述第一表面和所述第二表面之间的交点高于所述隔离结构的顶面，其中，所述鳍结构具有第二宽度，并且所述第一宽度大于所述第二宽度，其中，所述外延结构形成在沟槽中，并且所述沟槽在所述隔离结构中具有在从约0.1nm至约50nm的范围内的深度。在上述FinFET器件结构中，其中，所述外延结构包括源极/漏极结构。根据本专利技术的又一方面，提供了一种形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成隔离结构；在所述衬底之上形成鳍结构，其中，所述鳍结构嵌入在所述隔离结构中；在所述鳍结构的顶面和侧壁上形成鳍侧壁间隔件；去除所述鳍侧壁间隔件以暴露所述鳍结构；使所述鳍结构的部分和所述隔离结构的部分凹进以在所述隔离结构中形成沟槽；以及从所述沟槽外延生长外延结构，其中，在所述鳍结构上方形成所述外延结构，并且其中，所述外延结构和所述鳍结构之间的界面低于所述隔离结构的顶面。在上述方法中，其中，所述方法在所述鳍结构的中心部分上方形成栅极堆叠件结构；以及在所述鳍结构上形成栅极侧壁间隔件。在上述方法中，其中，使所述鳍结构的部分凹进以形成沟槽包括对所述鳍结构实施干蚀刻或湿蚀刻。在上述方法中，其中，所述沟槽具有在从约0.1nm至约50nm的范围内的深度。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的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1示出了根据本专利技术的一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的立体图。图2A至图2F示出了根据本专利技术的一些实施例的形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的各个阶段的侧视图。图3是根据本专利技术的一些实施例的图2F的区域A的放大图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上
方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字母。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；隔离结构，形成在所述衬底上；鳍结构，在所述衬底之上延伸，其中，所述鳍结构嵌入在所述隔离结构中；以及外延结构，形成在所述鳍结构上，其中，所述外延结构具有五边形形状，并且其中，所述外延结构和所述鳍结构之间的界面低于所述隔离结构的顶面。

【技术特征摘要】
2014.10.17 US 14/517,2091.一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；隔离结构，形成在所述衬底上；鳍结构，在所述衬底之上延伸，其中，所述鳍结构嵌入在所述隔离结构中；以及外延结构，形成在所述鳍结构上，其中，所述外延结构具有五边形形状，并且其中，所述外延结构和所述鳍结构之间的界面低于所述隔离结构的顶面。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，还包括：栅极堆叠件结构，形成在所述鳍结构的中心部分上方；以及栅极侧壁间隔件，邻近所述栅极堆叠件结构形成。3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，其中，所述外延结构形成在沟槽中，并且所述沟槽在所述隔离结构中具有在从约0.1nm至约50nm的范围内的深度。4.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，其中，所述外延结构包括底面和邻接所述底面的第一表面，并且其中，所述底面和所述第一表面之间的角在从约90度至约175度的范围内。5.根据权利要求4所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，其中，所述外延结构还包括邻接所述第一表面的第二表面，并且所述第一表面和所述第二表面之间的交点高于所述隔离结构的顶面。6.根据权利要求5所述的鳍式场效应晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲豪，程潼文，陈建颖，张哲诚，张永融，
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