[發明專利]鰭式晶體管結構及其制作方法

有效

• 申請號: 200910244515.5
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102117829A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 駱志炯;朱慧瓏;尹海洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種鰭式晶體管結構，包括在半導體襯底上形成的鰭，

其中，該鰭中用作所述晶體管結構的溝道區的部位通過絕緣體材料與襯底接觸，而該鰭的其余部位通過體半導體材料與襯底接觸。

2.如權利要求1所述的鰭式晶體管結構，其中，所述用作溝道區的部位位于該鰭式晶體管結構的柵極區之下。

3.如權利要求1或2所述的鰭式晶體管結構，其中，所述體半導體材料包括Ge、SiGe、SiC和GaAs之一。

4.如權利要求1或2所述的鰭式晶體管結構，其中，所述絕緣體材料包括SiO₂、SiN或高k材料。

5.如權利要求2所述的鰭式晶體管結構，其中，柵極區包括柵電極，該柵電極通過柵極絕緣層與鰭相交。

6.如權利要求5所述的鰭式晶體管結構，其中，柵極絕緣層包括SiO₂、SiON、或高k材料。

7.如權利要求5或6所述的鰭式晶體管結構，其中，柵電極包括多晶硅柵電極或金屬柵電極。

8.如權利要求7所述的鰭式晶體管結構，其中，所述金屬柵電極包括TiN、TiAlN、或TaN。

9.一種制作鰭式晶體管結構的方法，包括：

在襯底上形成鰭，其中，在該鰭中將充當晶體管結構的溝道區的部位與襯底之間形成絕緣體材料，而在該鰭的其余部位與襯底之間形成體半導體材料；以及

以上述形成有鰭的襯底為基礎，制作晶體管結構。

10.如權利要求9所述的方法，其中，在襯底上形成鰭的步驟包括：

在所述襯底上依次形成所述體半導體材料的層、鰭主體材料的層；

將所述體半導體材料的層和所述鰭主體材料的層構圖為與將要形成的鰭相對應的圖案；

在襯底包括所形成的圖案上，形成刻蝕保護層；

對所述刻蝕保護層進行構圖，在與將要形成的柵極區相對應的部位處去除該刻蝕保護層，而在其余部位處并不去除該刻蝕保護層；

對經過上述處理的襯底進行選擇性刻蝕，以去除所述與將要形成的柵極區相對應的部位處位于鰭主體材料層之下的所述體半導體材料；

以所述絕緣體材料填充所述鰭主體材料層之下的通過上述選擇性刻蝕而導致的空間；以及

去除所述刻蝕保護層。

11.如權利要求10所述的方法，其中，所述體半導體材料包括Ge、SiGe、SiC和GaAs之一，以及所述鰭主體材料包括Si。

12.如權利要求10所述的方法，其中，所述絕緣體材料包括SiO₂、SiN或高k材料。

13.如權利要求10所述的方法，其中，所述刻蝕保護層包括SiN。

14.如權利要求9所述的方法，其中，以形成有鰭的襯底為基礎制作晶體管結構的步驟包括：

在形成有鰭的襯底上形成緩沖層；

在緩沖層上形成阻擋層；

在阻擋層上形成隔離層，并對該隔離層進行化學機械拋光，直至露出阻擋層；

去除鰭頂部的阻擋層，并去除一部分隔離層使隔離層凹入；

對鰭兩側的阻擋層以及阻擋層兩側的一部分隔離層進行刻蝕；

對露出的緩沖層位于與將要形成的柵極區相對應的部位進行刻蝕，以露出鰭主體；

在露出的鰭主體上形成柵極絕緣層；以及

在與將要形成的柵極區相對應的位置形成柵電極。

15.如權利要求14所述的方法，其中，所述緩沖層包括SiO₂。

16.如權利要求14所述的方法，其中，所述阻擋層包括SiN。

17.如權利要求14所述的方法，其中，所述隔離層包括SiO₂。

18.如權利要求14所述的方法，其中，所述柵極絕緣層包括SiO₂、SiON、或高k材料。

19.如權利要求14所述的方法，其中，所述柵電極包括多晶硅柵電極或金屬柵電極。

20.如權利要求19所述的方法，其中，所述金屬柵電極包括TiN、TiAlN、或TaN。