半导体制作工艺、平面场效晶体管及鳍状场效晶体管制造技术

本发明专利技术公开一种半导体制作工艺、平面场效晶体管及鳍状场效晶体管。该鳍状场效晶体管包含有一基底以及一栅极。基底包含一主动区，其中主动区包含一鳍状结构，具有至少一延伸部突出自鳍状结构。栅极跨设鳍状结构，其中栅极直接设置于延伸部上。本发明专利技术还提供一种平面场效晶体管，包含有一基底以及一栅极。基底包含一主动区，其中主动区包含一框架区、一贯穿区穿过框架区。栅极跨设主动区，其中栅极直接设置于贯穿区上，且位于栅极至少一侧边的框架区构成一源/漏极，并环绕一孤立绝缘岛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体制作工艺、平面场效晶体管及鳍状场效晶体管，且特别是涉及一种具有延伸部扩大栅极通道的半导体制作工艺、平面场效晶体管及鳍状场效晶体管。
技术介绍
由金属-氧化物-半导体结合所形成的晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)是一种广泛使用的晶体管。现有的晶体管结构，是由栅极、源极、漏极所组成。源极、漏极分别位于基材中，而栅极位于基材上并介于源极、漏极之间，负责控制夹在源极、漏极中间且位于栅极下方的栅极通道中电流的开与关。一般而言，晶体管可分为平面(planar)晶体管及非平面(non-planar)晶体管。随着半导体元件尺寸的缩小，为了提高半导体元件的效能，目前广泛使用的非平面晶体管可例如为各种多栅极场效晶体管(multi-gateMOSFET)。多栅极场效晶体管则能包含以下几项优点，而优于一般传统型的平面晶体管。首先，多栅极场效晶体管的制作工艺能与传统的逻辑元件制作工艺整合，因此具有相当的制作工艺相容性；其次，由于立体结构增加了栅极与基底的接触面积，因此可增加栅极对于通道区域电荷的控制，从而降低小尺寸元件带来的漏极引发的能带降低(DrainInducedBarrierLowering，DIBL)效应以及短通道效应(shortchanneleffect)；此外，由于同样长度的栅极具有更大的通道宽度，因此也可增加源极与漏极间的电流量。更进一步而言，多栅极场效晶体管一般具有鳍状结构，再将栅极跨设于鳍状结构上，以形成有别于平面晶体管的立体的多栅极场效晶体管，而鳍状结构的高度及栅极所跨设于鳍状结构的宽度则会影响晶体管的栅极通道的宽度及长度。然而，随着集成电路集成度再提升、伴随材料及制作工艺的限制，不论平面抑或非平面晶体管，业界更致力于研发新颖的晶体管结构，其一方面可以有效增加基材上晶体管的密度，另一方面又能增加源极与漏极间的电流量等。
技术实现思路
本专利技术提出一种半导体制作工艺、平面场效晶体管及鳍状场效晶体管，其形成延伸部突出自鳍状场效晶体管的鳍状结构或者突出自平面场效晶体管的框架区，因而能扩充栅极通道，促进晶体管的操作速率等。本专利技术提供一种半导体制作工艺，包含有下述步骤。首先，提供一基底，包含一主动区。接着，进行一第一蚀刻制作工艺，图案化主动区的基底，以形成一鳍状结构的一顶部。接续，覆盖一掩模于基底的一保留区。之后，进行一第二蚀刻制作工艺，蚀刻基底以加深鳍状结构的顶部，但保留保留区，因而形成鳍状结构，具有一延伸部突出自鳍状结构。而后，移除掩模。然后，形成一栅极跨设鳍状结构，其中栅极直接于延伸部上。本专利技术提供一种平面场效晶体管，包含有一基底以及一栅极。基底包含一主动区，其中主动区包含一框架区、一贯穿区穿过框架区。栅极跨设主动区，其中栅极直接设置于贯穿区上，且位于栅极至少一侧边的框架区构成一源/漏极，并环绕一孤立绝缘岛。本专利技术提供一种鳍状场效晶体管，包含有一基底以及一栅极。基底包含一主动区，其中主动区包含一鳍状结构，具有至少一延伸部突出自鳍状结构。栅极跨设鳍状结构，其中栅极直接设置于延伸部上。基于上述，本专利技术提供一种半导体制作工艺、平面场效晶体管及鳍状场效晶体管，其将一延伸部形成于一鳍状场效晶体管的一鳍状结构侧边或者一平面场效晶体管的一框架区侧边，并将一栅极直接跨设于延伸部上，使在延伸部与鳍状结构接触的区域，或者延伸部与框架区接触的区域，形成部分的栅极通道，使扩充整体栅极通道，进而增加源极与漏极间的电流量，及晶体管的操作速率。同时，可确保栅极原有具备控制栅极通道的效能。附图说明图1～图5为本专利技术一实施例的半导体制作工艺的立体示意图；图6A～图6C为本专利技术一实施例的块状基底上的鳍状场效晶体管的三视图；图7A～图7C为本专利技术一实施例的覆硅绝缘基底上的鳍状场效晶体管的三视图；图8A～图8C为本专利技术一实施例的块状基底上的平面场效晶体管的三视图；图9A～图9C为本专利技术一实施例的覆硅绝缘基底上的平面场效晶体管的三视图。主要元件符号说明10’：绝缘材料10、30’、40’：绝缘结构30、40：孤立绝缘岛110、310：基底112：鳍状结构112a：顶部112b：底部120：延伸部130、330：栅极140、340：源/漏极210、410：覆硅绝缘基底212、412：氧化层214、414：底层硅层312、412：框架区314、414：贯穿区316、416：延伸区A：主动区B：保留区C：区域D：主动区h、h1、h2：高度K1、K2：掩模l1、l2、l5、l6：长度P1：第一蚀刻制作工艺P2：第二蚀刻制作工艺S1、S2、S3、S4：顶面T1、T2、T3：底部w1、w3：宽度具体实施方式图1～图5绘示本专利技术一实施例的半导体制作工艺的立体示意图。如图1所示，提供一基底110，具有一主动区A。基底110例如是一硅基底、一含硅基底(例如SiC)、一三五族基底(例如GaN)、一三五族覆硅基底(例如GaN-on-silicon)、一石墨烯覆硅基底(graphene-on-silicon)、一硅覆绝缘(silicon-on-insulator，SOI)基底或一含外延层的基底等半导体基底。在本实施例中，基底110为一块状硅基底，但本专利技术不以此为限。覆盖掩模K1，以定义欲形成鳍状结构的区域，其中掩模K1例如为图案化的氮化层，但本专利技术不以此为限。接着，进行一第一蚀刻制作工艺P1，图案化主动区A的基底110，因而形成欲于后续制作工艺形成的鳍状结构的顶部112a。第一蚀刻制作工艺P1较佳为一干蚀刻制作工艺，其各向异性蚀刻的特性，可进行一几近垂直方向的蚀刻，而形成具有垂直侧壁或者由上至下渐宽的窄梯形侧壁的顶部112a。本实施例中绘示二鳍状结构的顶部112a，但此鳍状结构的顶部112a的个数不限于此。如图2所示，覆盖一掩模K2于基底110的一保留区B。掩模K2优选垂直鳍状结构的顶部112a，但本专利技术不限于此。覆盖掩模K2时仍保留掩模K1，因此，在后续制作工艺中可同时保留掩模K1及掩模K2下方的基底110。掩模K2可例如为一图案化的氮化层或一光致抗蚀剂，但本专利技术不以此为限。在一实施例中，如欲在后续制作工艺中同时移除掩模K1及掩模K2，则掩模K1及掩模K2优选具有相同材质。在本实施例中，掩模K1例如为氮化层，而掩模K2则例如为一光致抗蚀剂。如图3所示，进行一第二蚀刻制作工艺P2，蚀刻掩模K1及掩模K2覆盖之外的基底110，以加深顶部112a的深度，因而形成鳍状结构112，其具有顶部112a以及底部112b。并且，保留掩模K2下方保留区B的基底110，因而形成自鳍状结构112突出的一延伸部120。如此一来，鳍状结构112及延伸部120则都由同一块状硅基底形成而具有相同材质，且一体成形。第二蚀刻制作工艺P2优选为一干蚀刻制作工艺，其各向异性蚀刻的特性，可进行几近一垂直方向的蚀刻，而形成具有垂直侧壁或者由上至下渐宽的窄梯形侧壁的鳍状结构112及延伸部120。在本实施例中，各突出自鳍状结构112的延伸部120合并为一体，连接各鳍状结构112，但本专利技术不以此为限。在其他实施例，延伸部120位于各鳍状结构112之间，但不连接各鳍状结构112。在一优选实施例中，掩模K2垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体制作工艺，包含有：提供一基底，包含一主动区；进行一第一蚀刻制作工艺，图案化该主动区的该基底，以形成一鳍状结构的一顶部；覆盖一掩模于该基底的一保留区；进行一第二蚀刻制作工艺，蚀刻该基底以加深该鳍状结构的该顶部，但保留该保留区，因而形成该鳍状结构，具有一延伸部突出自该鳍状结构；移除该掩模；以及形成一栅极跨设该鳍状结构，其中该栅极直接于该延伸部上。

【技术特征摘要】
1.一种半导体制作工艺，包含有：提供一基底，包含一主动区；进行一第一蚀刻制作工艺，图案化该主动区的该基底，以形成一鳍状结构的一顶部；覆盖一掩模于该基底的一保留区；进行一第二蚀刻制作工艺，蚀刻该基底以加深该鳍状结构的该顶部，但保留该保留区，因而形成该鳍状结构，具有一延伸部突出自该鳍状结构；移除该掩模；以及形成一栅极跨设该鳍状结构，其中该栅极直接于该延伸部上。2.如权利要求1所述的半导体制作工艺，其中该顶部的一高度为该鳍状结构的一高度的一半。3.如权利要求1所述的半导体制作工艺，在移除该掩模之后，还包含：全面覆盖一绝缘材料；以及平坦化该绝缘材料至暴露出鳍状结构，再蚀刻该绝缘材料至暴露出该延伸部，因而形成一绝缘结构于该鳍状结构以及该延伸部侧边，其中该绝缘结构的一顶面与该延伸部的一顶面齐平。4.一种平面场效晶体管，包含有：基底，包含主动区，其中该主动区包含框架区、贯穿区穿过该框架区；以及栅极，跨设该主动区，其中该栅极直接设置于该贯穿区上，且位于该栅极至少一侧边的该框架区构成一源/漏极，并环绕一孤立绝缘岛。5.如权利要求4所述的平面场效晶体管，还包含：至少一延伸区，自该贯穿区延伸且突出自该框架区。6.如权利要求5所述的平面场效晶体管，其中单一的该延伸区自该贯穿区的一端延伸且突出自该框架区。7.如权利要求5所述的平面场效晶体管，其中二该延伸区自该贯穿区的相对两端延伸且突出自该框架区。8.如权利要求5所述的平面场效晶体管，其中该框架区、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄奕泉，胡登传，王益昌，陈威志，许秀冠，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71