鳍型场效晶体管及其制造方法技术

一种鳍型场效晶体管，所述鳍型场效晶体管包括衬底、至少一个栅极结构、第一间隔壁、第二间隔壁以及源极及漏极区。所述衬底具有鳍及安置于所述鳍之间的绝缘体。所述至少一个栅极结构安置于所述鳍之上且安置于所述绝缘体上。所述第一间隔壁安置于所述至少一个栅极结构的相对的侧壁上。所述源极及漏极区安置于所述至少一个栅极结构的两个相对侧上且位于所述第一间隔壁旁边。所述第二间隔壁安置于所述至少一个栅极结构的所述两个相对侧上且位于所述第一间隔壁旁边。所述源极及漏极区夹置于所述相对的第二间隔壁之间。

【技术实现步骤摘要】
鳍型场效晶体管及其制造方法
本专利技术实施例涉及一种鳍型场效晶体管装置及其制造方法。
技术介绍
跟随半导体装置的大小按比例缩减的趋势，与平面的金属氧化物半导体(metaloxidesemiconductor，MOS)结构相关的、各种新一代的三维鳍型场效晶体管(fin-typefieldeffecttransistor，FinFET)已得到积极地开发。由于栅电极通常位于平面晶体管的沟道区的上方，因此从鳍型场效晶体管中的三个侧面包裹于沟道周围的栅电极对所述沟道提供更好的电性控制。在半导体装置的大小不断减小的同时，鳍排列变得紧凑且栅极节距得到减小。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种鳍型场效晶体管，所述鳍型场效晶体管包括衬底、至少一个栅极结构、第一间隔壁、第二间隔壁以及源极及漏极区。所述衬底具有鳍及安置于所述鳍之间的绝缘体。所述至少一个栅极结构安置于所述鳍之上且安置于所述绝缘体上。所述第一间隔壁安置于所述至少一个栅极结构的相对侧壁上。所述源极及漏极区安置于所述至少一个栅极结构的两个相对侧上且位于所述第一间隔壁旁边。所述第二间隔壁安置于所述至少一个栅极结构的所述两个相对侧上且位于所述第一间隔壁旁边。所述源极及漏极区夹置于所述相对的第二间隔壁之间。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本专利技术的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1是根据本专利技术某些实施例的示例性鳍型场效晶体管装置的一部分的透视图。图2A至图2K是示出根据本专利技术某些实施例的鳍型场效晶体管的在形成鳍型场效晶体管的制造方法的各个阶段处的透视图及剖视图。图3是示出根据本专利技术某些实施例的形成鳍型场效晶体管的制造方法的工艺步骤的示例性流程图。具体实施方式以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成于第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复参考编号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。本专利技术的实施例阐述鳍型场效晶体管的示例性制造工艺及通过所述工艺制作而来的鳍型场效晶体管。在本专利技术的某些实施例中可在块状硅(bulksilicon)衬底上形成鳍型场效晶体管。再者，作为替代形式，可在绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)衬底或绝缘体上锗(germanium-on-insulator，GOI)衬底上形成鳍型场效晶体管。此外，根据实施例，所述硅衬底可包括其他导电层或其他半导体元件(例如晶体管、二极管等)。所述实施例旨在提供进一步阐释，而不是用于限制本专利技术的范围。图1说明根据本专利技术某些实施例的示例性鳍型场效晶体管装置的一部分的透视图。在图1中，鳍型场效晶体管装置10包括：至少一个栅极结构150，形成于衬底100上；第一间隔壁120，形成于栅极结构150的相对的侧壁上；源极及漏极区135，位于第一间隔壁120旁边且位于栅极结构150的两个相对侧处；以及第二间隔壁130，形成于源极及漏极区135的相对的侧壁上。在某些实施例中，鳍型场效晶体管装置10是p型鳍型场效晶体管装置。在某些实施例中，鳍型场效晶体管装置10是n型鳍型场效晶体管装置。在某些实施例中，衬底100包括绝缘体102以及位于绝缘体102之间的鳍104，且栅极结构150的延伸方向垂直于鳍104的延伸方向。在某些实施例中，位于第一间隔壁120及栅极结构150旁边的源极及漏极区135是应变源极及漏极区。在某些实施例中，栅极结构150是替换性金属栅极结构。图2A至图2K说明根据本专利技术某些实施例的鳍型场效晶体管装置10的一部分在形成鳍型场效晶体管装置的制造方法的各个阶段处的透视图及剖视图。在图2A中，提供衬底100。在衬底100之上形成掩模层108且在掩模层108上及衬底100之上形成感光性图案109。在一个实施例中，掩模层108是由例如化学气相沉积(chemicalvapordeposition，CVD)形成的氮化硅层。在某些实施例中，衬底100是块状硅衬底或块状锗衬底。根据设计要求，所述块状硅衬底可为p型衬底或n型衬底且包括不同的掺杂区。所述掺杂区可被配置用于n型鳍型场效晶体管或p型鳍型场效晶体管。图2B是鳍型场效晶体管10在所述制造方法的各个阶段中的一个阶段处的透视图。如图2B中所示，将衬底100图案化以在衬底100中形成沟槽106，且利用感光性图案109及掩模层108作为刻蚀掩模、通过向衬底100中进行刻蚀来在沟槽106之间形成鳍104。在某些实施例中，沟槽106是带条状的且平行地排列。接着，在沟槽106内形成绝缘体102。在某些实施例中，以绝缘材料(图中未示出)填充沟槽106且接着通过刻蚀工艺局部地移除在鳍104之间的沟槽106中填充的绝缘材料。在某些实施例中，所述绝缘材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、旋涂(spin-on)介电材料或低k介电材料。所述绝缘材料是通过例如化学气相沉积(CVD)或通过旋涂而形成。在一个实施例中，使用利用氢氟酸(hydrofluoricacid，HF)的湿刻蚀(wetetching)工艺来执行所述刻蚀工艺。在另一实施例中，使用干刻蚀(dryetching)工艺来执行所述刻蚀工艺。在一个实施例中，移除余留的掩模层108及感光性图案109。余留于沟槽106内的绝缘材料变为绝缘体102，所述绝缘体102具有比鳍104的顶表面104a低的顶表面102a。鳍104的上部部分从绝缘体102的顶表面102a突出。图2C是鳍型场效晶体管10在所述制造方法的各个阶段中的一个阶段处的透视图。此后，在图2C中，在某些实施例中，可选择性地在衬底100之上形成接垫层110(padlayer)，所述接垫层110共形地覆盖鳍104且覆盖鳍104的顶表面104a以及鳍104的突出部分的侧壁104b，并且共形地覆盖衬底100中的绝缘体102。举例来说，接垫层110包含通过热氧化(thermaloxidation)形成的氧化硅。图2D是鳍型场效晶体管10在所述制造方法的各个阶段中的一个阶段处的透视图。在图2D中，在衬底100之上且在绝缘体102上、及跨越鳍104(在鳍104的上部部分之上)形成堆叠结构115。在图2D中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍型场效晶体管，其特征在于，包括：衬底，具有鳍及位于所述鳍之间的绝缘体；至少一个栅极结构，安置于所述鳍之上及所述绝缘体上；第一间隔壁，安置于所述至少一个栅极结构的相对侧壁上；源极及漏极区，安置于所述至少一个栅极结构的两个相对侧上且位于所述第一间隔壁旁边；以及第二间隔壁，安置于所述至少一个栅极结构的所述两个相对侧上且位于所述第一间隔壁旁边，其中所述源极及漏极区夹置于所述相对的第二间隔壁之间。

【技术特征摘要】
2016.02.25 US 15/054,0891.一种鳍型场效晶体管，其特征在于，包括：衬底，具有鳍及位于所述鳍之间的绝缘体；至少一个栅极结构，安置于所述鳍之上及所述绝缘体上；第一间隔壁，安置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡俊雄，杨怀德，张简旭珂，陈科维，王英郎，方子韦，
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