FinFET及其形成方法技术

一种在衬底上形成鳍式场效应晶体管(finFET)的方法包括：在衬底上形成鳍结构以及在衬底上形成浅沟槽隔离(STI)区域。鳍结构的第一鳍部分和第二鳍部分在STI区域的顶面上方延伸。所述方法还包括对第一鳍部分进行氧化以将第一鳍部分的第一材料转换为第二材料。所述第二材料不同于第一鳍部分的第一材料和第二鳍部分的材料。所述方法还包括在氧化的第一鳍部分和第二鳍部分上形成氧化物层，以及在氧化物层上形成第一多晶硅结构和第二多晶硅结构。本发明专利技术的实施例还涉及finFET及其形成方法。

FinFET and its formation method

A method for forming fin field effect transistors (finFETs) on substrates includes forming fin structures on substrates and forming shallow groove isolation (STI) regions on substrates. The first and second fins of the fin structure extend above the top of the STI region. The method also includes oxidizing the first fin portion to convert the first material of the first fin portion into the second material. The second material is different from the material of the first fin part and the second fin part. The method also includes forming an oxide layer on the first and second fin parts of oxidation, and forming a first polycrystalline silicon structure and a second polycrystalline silicon structure on the oxide layer. The embodiment of the present invention also relates to finFET and its forming method.

【技术实现步骤摘要】
FinFET及其形成方法
本专利技术的实施例涉及finFET及其形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的进步，对更高的存储容量、更快的处理系统、更高的性能和更低的成本的需求不断增加。为了满足这些需求，半导体工业继续按比例缩小半导体器件的尺寸，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，包括平面MOSFET和鳍式场效应晶体管(finFET)。这种按比例缩小增加了半导体制造工艺的复杂性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种在衬底上形成鳍式场效应晶体管(finFET)的方法，所述方法包括：在衬底上形成鳍结构；在所述衬底上形成浅沟槽隔离(STI)区域，其中，所述鳍结构的第一鳍部分和第二鳍部分在所述浅沟槽隔离区域的顶面上方延伸；对所述第一鳍部分进行氧化以将所述第一鳍部分的第一材料转换为第二材料，其中，所述第二材料不同于所述第一鳍部分的第一材料和所述第二鳍部分的材料；在氧化的第一鳍部分和所述第二鳍部分上形成氧化物层；以及在所述氧化物层上形成第一多晶硅结构和第二多晶硅结构。本专利技术的另一实施例提供了一种在衬底上形成鳍式场效应晶体管(finFET)的方法，所述方法包括：在衬底上形成鳍结构；对所述鳍结构的鳍部分进行氧化，以将所述鳍部分的材料转换为与所述鳍结构的其他鳍部分的材料不同的氧化物材料；在氧化的鳍部分和所述其他鳍部分上形成氧化物层；在所述氧化物层上形成多晶硅结构；以及用栅极结构代替所述多晶硅结构。本专利技术的又一实施例提供了一种位于衬底上的鳍式场效应晶体管(finFET)，所述鳍式场效应晶体管包括：鳍结构，位于衬底上，所述鳍结构具有彼此相邻的第一鳍部分和第二鳍部分，所述第一鳍部分的材料与所述第二鳍部分的氧化物材料不同；外延区域，位于所述第一鳍部分上；蚀刻停止层，位于所述外延区域上和所述第二鳍部分上；第一栅极结构和第二栅极结构，分别位于所述第一鳍部分和所述第二鳍部分上；以及源极/漏极接触结构，位于所述外延区域上。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是根据一些实施例的鳍式场效应晶体管(finFET)的等距视图。图2A至图2C是根据一些实施例的finFET的截面图。图3A至图3C是根据一些实施例的finFET的截面图。图4是根据一些实施例的用于制造finFET的方法的流程图。图5至图14是根据一些实施例的在finFET的制造工艺的各个阶段处的finFET的等距视图。现在将参考附图描述示例性实施例。在附图中，相似的参考标号通常表示相同的、功能上相似的和/或结构上相似的元件。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，在第二部件上方形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，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。如本文所使用的，在第二部件上形成第一部件意味着第一部件形成为与第二部件直接接触。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…之下”、“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。鳍式场效应晶体管(finFET)的鳍可以通过任何合适的方法来图案化。例如，可以使用一种或多种光刻工艺(包括双重图案化工艺或多重图案化工艺)来图案化鳍。例如，双重图案化工艺或多重图案化工艺可以结合光刻和自对准工艺，从而允许创建具有比使用单一、直接光刻工艺可获得的更小的间距的图案。例如，在一些实施例中，在衬底上方形成牺牲层并使用光刻工艺进行图案化。使用自对准工艺在图案化的牺牲层旁边形成间隔件。然后去除牺牲层，然后可以使用剩余的间隔件来图案化鳍。注意，说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“示例性”等指示所描述的实施例可以包括特定的部件、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括特定的部件、结构或特性。而且，这些短语不一定是指相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的部件、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这些部件、结构或特性将在本领域技术人员的知识范围内。应当理解的是，本文的措辞或术语是为了描述的目的而不是限制的目的，使得本说明书的术语或措辞由相关领域的那些技术人员根据本文的教导来解释。如本文所使用的术语“可选地”是指在相同蚀刻条件下两种材料的蚀刻速率的比率。如本文所用的术语“大约”表示可以基于与主题半导体器件相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于特定的技术节点，例如，术语“大约”可以表示在值的10％-30％(例如，值的±10％、±20％或±30％)范围内变化的给定量的值。如本文所使用的术语“基本上”表示给定量的值变化±5％的值。如本文所使用的术语“衬底”描述了在衬底之上添加后续材料层的材料。衬底本身可以被图案化。添加在衬底的顶部上的材料可以被图案化或可以保持未图案化。此外，例如，衬底可以是各种各样的半导体材料，诸如硅、锗、砷化镓、磷化铟等。可选地，例如，衬底可以由电学上的非导电材料制成，诸如玻璃晶圆或蓝宝石晶圆。如本文所使用的术语“高k”是指高介电常数。在半导体器件结构和制造工艺的领域中，高k是指大于SiO2的介电常数的介电常数(例如，大于3.9)。如本文所使用的术语“低k”是指小介电常数。在半导体器件结构和制造工艺的领域中，低k是指小于SiO2的介电常数的介电常数(例如，小于3.9)。例如，如本文所使用的术语“p型”定义为掺杂有p型掺杂剂(例如，硼)的结构、层和/或区域。例如，如本文所使用的术语“n型”定义为掺杂有n型掺杂剂(例如，磷)的结构、层和/或区域。如本文所使用的术语“垂直”意味着名义上垂直于衬底的表面。如本文所使用的术语“临界尺寸”是指finFET和/或集成电路的元件的最小部件尺寸(例如线宽)。本专利技术提供了用于制造具有比在形成鳍隔离结构中使用的其他方法更少的工艺步骤来制造finFET的鳍隔离结构的示例性方法。该示例性方法可以在基本上不降低与鳍隔离结构相邻和/或接触的鳍结构的结构完整性的情况下形成鳍隔离结构。在一些实施例中，该示例性方法可以在基本上不减小鳍结构中的应变并且不会不利地影响finFET的高迁移率沟道性能的情况下形成鳍隔离结构。图1是根据一些实施例的具有第一finFET100A和第二finFET100B的器件100的等距视图。除非另外提及，否则以下关于finFET100A的元件的讨论适用于具有相同注释的finFET100B的元件。应该认识到，示出了器件100的视图是为了说明的目的，并且可以不按比例绘制。在一些实施例中，可以在衬底102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在衬底上形成鳍式场效应晶体管(finFET)的方法，所述方法包括：在衬底上形成鳍结构；在所述衬底上形成浅沟槽隔离(STI)区域，其中，所述鳍结构的第一鳍部分和第二鳍部分在所述浅沟槽隔离区域的顶面上方延伸；对所述第一鳍部分进行氧化以将所述第一鳍部分的第一材料转换为第二材料，其中，所述第二材料不同于所述第一鳍部分的第一材料和所述第二鳍部分的材料；在氧化的第一鳍部分和所述第二鳍部分上形成氧化物层；以及在所述氧化物层上形成第一多晶硅结构和第二多晶硅结构。

【技术特征摘要】
2017.09.28 US 15/718,7521.一种在衬底上形成鳍式场效应晶体管(finFET)的方法，所述方法包括：在衬底上形成鳍结构；在所述衬底上形成浅沟槽隔离(STI)区域，其中，所述鳍结构的第一鳍部分和第二鳍部分在所述浅沟槽隔离区域的顶面上方延伸；对所述第一鳍部分进行氧化以将所述第一鳍部分的第一材料转换为第二材料，其中，所述第二材料不同于所述第一鳍部分的第一材料和所述第二鳍部分的材料；在氧化的第一鳍部分和所述第二鳍部分上形成氧化物层；以及在所述氧化物层上形成第一多晶硅结构和第二多晶硅结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述第一鳍部分进行氧化包括在不氧化所述第二鳍部分的情况下，选择性地氧化所述第一鳍部分。3.根据权利要求2所述的方法，其中，选择性地氧化所述第一鳍部分包括：在所述第一鳍部分和所述第二鳍部分上形成掩模层；对所述第一鳍部分上的所述掩模层的一部分进行蚀刻以暴露所述第一鳍部分；以及氧化暴露的第一鳍部分。4.根据权利要求2所述的方法，其中，选择性地氧化所述第一鳍部分包括：在所述第一鳍部分和所述第二鳍部分上形成掩模层；在所述掩模层上形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层在所述第一鳍部分上的所述掩模层的一部分上具有开口；通过所述开口蚀刻所述掩模层的部分以暴露所述第一鳍部分；以及氧化暴露的第一鳍部分。5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：江国诚，王志豪，程冠伦，陈燕铭，
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