FINFET及形成FINFET的方法技术

本发明专利技术的实施例是一种方法，该方法包括在衬底上方形成多层叠件，该多层叠件包括交替的第一层和第二层，图案化多层叠件以形成鳍，形成围绕鳍的隔离区，鳍的上部在隔离区的顶面之上延伸，在鳍的上部的侧壁和顶面上形成第一栅叠件，第一栅叠件限定鳍的沟道区，以及从第一栅叠件外的鳍去除第一层，其中，在去除第一层之后，鳍的沟道区包括第一层和第二层两者。

FINFET and the method of forming FINFET

Embodiments of the present invention is a method, the method includes forming a multilayer stack above the substrate, the multilayer stack includes alternating first and second layers to form a patterned multilayer stack fin, forming an isolation zone around the fins, the fins extending above the upper top surface of the isolation zone, forming a first gate stack in the fins of the upper part of the side wall and on the top surface of the first gate stack defines fin channel region, and from the first gate stack and removing the first fin layer, wherein, after removal of the first layer, fin channel region includes both the first and second layers.

【技术实现步骤摘要】
FINFET及形成FINFET的方法
本专利技术的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及FINFET及形成FINFET的方法。
技术介绍
随着半导体产业已进入纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本，来自制造和设计问题的挑战导致诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维设计的发展。通常的FinFET制造为具有通过例如蚀刻掉衬底的硅层的部分来形成的从衬底延伸的薄而垂直的“鳍”(或鳍结构)。在这种垂直鳍中形成FinFET的沟道。在鳍上方(例如，包裹鳍)提供栅极。栅极位于沟道的两侧使得栅极从两侧控制沟道。然而，在半导体制造中实现这种部件和工艺仍然具有挑战。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：在衬底上方形成多层叠件，所述多层叠件包括交替的第一层和第二层；图案化所述多层叠件以形成鳍；形成围绕所述鳍的隔离区，所述鳍的上部在所述隔离区的顶面之上延伸；在所述鳍的所述上部的侧壁和顶面上形成栅叠件，所述栅叠件限定所述鳍的沟道区；以及从所述鳍去除所述栅叠件外的所述第一层，其中，在去除所述第一层之后，所述鳍的所述沟道区包括所述第一层和所述第二层两者。根据本专利技术的另一方面，提供了一种形成形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：在衬底上方形成鳍，所述鳍包括交替的第一层和第二层；形成围绕所述鳍的隔离区，所述鳍的上部在所述隔离区的顶面之上延伸；在所述鳍的所述上部的侧壁和顶面上形成第一栅叠件，所述第一栅叠件限定所述鳍的沟道区；从所述鳍选择性地去除所述第一栅叠件外的所述第一层；以及从所述鳍去除所述第一栅叠件外的所述第二层以在所述鳍中形成凹槽，其中，在去除所述第二层之后，所述鳍的所述沟道区包括所述第一层和所述第二层两者。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)的方法，包括：形成包括多层叠件的多个鳍，所述多层叠件包括交替的第一层和第二层；实施鳍切割工艺以去除所述多个鳍中的一些，其中，在所述鳍切割工艺之后，保留至少两个鳍；在所述至少两个鳍的侧壁和顶面上形成第一栅介质和第一栅电极，所述第一栅介质和所述第一栅电极限定所述至少两个鳍的沟道区；使用所述第一栅介质和所述第一栅电极作为掩模，选择性地蚀刻所述多层叠件的所述第一层；在选择性蚀刻所述第一层之后，使用所述第一栅介质和所述第一栅电极作为掩模蚀刻所述第二层，以在所述至少两个鳍中形成凹槽；在蚀刻所述第二层之后，在所述至少两个鳍的所述凹槽中外延生长源极/漏极区；以及用第二栅介质和第二栅电极替代所述第一栅介质和所述第一栅电极。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。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，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1是在三维视图中的鳍式场效应晶体管(FinFET)的实例。图2至图5、图6A至图6B、图7A至图7C、图8A至8C、图9A至9C、图10A至10C、图11A至11C、图12A至12C、图13A至13C、图14A至14C和图15A至15C是根据一些实施例制造FinFET的中间阶段的截面图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术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，在随后的说明书中，在第二工艺之前实施第一工艺可包括在第一工艺之后立即实施第二工艺的实施例，并且还可以包括在第一工艺和第二工艺之间可实施额外工艺的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。根据各个实施例，提供了鳍式场效应晶体管(FinFET)及其形成方法。示出形成FinFET的中间阶段。在使用后栅极工艺(有时称为替代栅极工艺)形成的FinFET的具体环境中讨论本文讨论的一些实施例。在其他实施例中，可以使用先栅极工艺。讨论实施例的一些变化。本领域的普通技术人员将容易地理解，可以作出的其他修改预期在其他实施例的范围内。尽管以特定的顺序讨论方法实施例，但是可以以任何逻辑顺序实施各个其他的方法实施例，并且可以包括比本文所描述的更少或更多的步骤。在特定地描述所示出的实施例之前，通常描述本专利技术公开的实施例的特定优势特征和多个方面。一般来说，本专利技术是一种半导体器件及其形成方法，以通过改进鳍图案化工艺来改进FinFET器件的可靠性。此外，当凹进用于源极/漏极区的鳍时，此工艺流程可改进鳍凹陷工艺的负载。特别地，诸如下面所公开那些的实施例包括利用沟道区中的多层鳍(例如，位于栅叠件下面)和沟道区外的气隙或的空隙的工艺流程。当凹进用于源极/漏极区的鳍时，各层之间的这些空隙/气隙允许改进蚀刻工艺。此外，与包括单层材料的鳍相比，对多层鳍实施鳍切割工艺对鳍造成更小的应力。鳍切割工艺和凹进步骤中的这些改进可以改进FinFET器件的可靠性、泄漏和产量。一些实施例预期在制造工艺期间制造诸如n型FinFET的n型器件和诸如p型FinFET的p型器件。因此，一些实施例预期形成互补器件。下面的图可以示出一个器件，但是本领域普通技术人员将容易理解，可以在处理期间形成多个器件，一些具有不同的器件类型。下面讨论了互补器件的形成的一些方面，但是这些方面可以不必在图中示出。图1示出在三维视图中的FinFET100的实例。FinFET100包括位于衬底102上的鳍106。衬底102包括隔离区104，以及突出于隔离区104之上并且从相邻隔离区104之间突出的鳍106。栅介质108沿着鳍106的侧壁并且位于鳍106的顶面上方，并且栅电极110位于栅介质108上方。源极/漏极区112和114相对于栅介质108和栅电极110设置在鳍106的相对两侧中。图1还示出在后续图中使用的参考截面。截面B-B穿过FinFET100的沟道、栅介质108和栅电极110。截面C-C平行于截面B-B并且穿过源极/漏极区112。截面A-A垂直于截面B-B，并且沿着鳍106的纵向轴并且例如在源极/漏极区112和114之间的电流流动的方向上。为了清楚，后续图可以参考该参考截面。图2至图5、图6A至图6B、图7A至图7C、图8A至8C、图9A至9C、图10A至10C、图11A至11C、图12A至12C、图13A至13C、图14A至14C和图15A至15C是根据一些实施例制造FinFET的中间阶段的截面图。图2至15C示出类似于图1中的FinFET100的FinFET，除了在一些图中，用于多个鳍和多层鳍。图2至图5示出沿截面B-B的视图。在图6A至图15C中，以符号“A”结尾的图示出截面A-A，以符号“B”结尾的图示出截面B-B，并且以符号“C”结尾的图示出截面C-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：在衬底上方形成多层叠件，所述多层叠件包括交替的第一层和第二层；图案化所述多层叠件以形成鳍；形成围绕所述鳍的隔离区，所述鳍的上部在所述隔离区的顶面之上延伸；在所述鳍的所述上部的侧壁和顶面上形成栅叠件，所述栅叠件限定所述鳍的沟道区；以及从所述鳍去除所述栅叠件外的所述第一层，其中，在去除所述第一层之后，所述鳍的所述沟道区包括所述第一层和所述第二层两者。

【技术特征摘要】
2016.04.28 US 62/328,868;2016.10.05 US 15/286,2801.一种形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：在衬底上方形成多层叠件，所述多层叠件包括交替的第一层和第二层；图案化所述多层叠件以形成鳍；形成围绕所述鳍的隔离区，所述鳍的上部在所述隔离区的顶面之上延伸；在所述鳍的所述上部的侧壁和顶面上形成栅叠件，所述栅叠件限定所述鳍的沟道区；以及从所述鳍去除所述栅叠件外的所述第一层，其中，在去除所述第一层之后，所述鳍的所述沟道区包括所述第一层和所述第二层两者。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述鳍中去除所述栅叠件外的所述第二层，去除所述第二层在所述鳍中形成凹槽，其中，在去除所述第二层之后，所述鳍的所述沟道区包括所述第一层和所述第二层两者。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述鳍的所述凹槽中外延生长源极/漏极区。4.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述第一层均是压缩应变的，并且每个所述第二层均是拉伸应变的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述第一层均是拉伸应变的，并且每个所述第二层均是压缩应变的。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多层叠件包括应变层。7.一种形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：在衬底上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲诚，林志翰，曾鸿辉，
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