[發明專利]鰭式場效應管及其形成方法

有效

• 申請號: 201210122575.1
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103378152A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 三重野文健
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/04;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及鰭式場效應管及其形成方法。

背景技術

隨著半導體工藝技術的不斷發展，工藝節點逐漸減小，后柵(gate-last)工藝得到了廣泛應用，以獲得理想的閾值電壓，改善器件性能。但是當器件的特征尺寸(CD，Critical?Dimension)進一步下降時，即使采用后柵工藝，常規的MOS場效應管的結構也已經無法滿足對器件性能的需求，多柵器件作為常規器件的替代得到了廣泛的關注。

鰭式場效應晶體管(Fin?FET)是一種常見的多柵器件，圖1示出了現有技術的一種鰭式場效應晶體管的立體結構示意圖。如圖1所示，包括：半導體襯底10，所述半導體襯底10上形成有凸出的鰭部14，鰭部14一般是通過對半導體襯底10刻蝕后得到的；介質層11，覆蓋所述半導體襯底10的表面以及鰭部14的側壁的一部分；柵極結構12，橫跨在所述鰭部14上，覆蓋所述鰭部14的頂部和側壁，柵極結構12包括柵介質層(圖中未示出)和位于柵介質層上的柵電極(圖中未示出)。對于Fin?FET，鰭部14的頂部以及兩側的側壁與柵極結構12相接觸的部分都成為溝道區，即具有多個柵，有利于增大驅動電流，改善器件性能。

然而隨著工藝節點的進一步減小，現有技術的鰭式場效應晶體管的器件性能存在問題。

更多關于鰭式場效應晶體管的結構及形成方法請參考專利號為“US7868380B2”的美國專利。

發明內容

本發明解決的問題是提供器件性能好的鰭式場效應管、及所述器件性能好的鰭式場效應管的形成方法。

為解決上述問題，本發明的實施例提供了一種鰭式場效應管，包括：

半導體襯底，所述半導體襯底表面具有絕緣層和鰭部，所述鰭部貫穿所述絕緣層、且所述鰭部高于絕緣層表面；

所述鰭部頂部的晶面為(100)，所述鰭部側壁的晶面為(110)，且對于n溝道鰭式場效應管，所述鰭部頂部與側壁的面積之比小于等于3∶1，對于p溝道鰭式場效應管，所述鰭部頂部與側壁的面積之比大于3∶1；

橫跨所述鰭部的頂部和側壁的柵極結構；

位于所述柵極結構兩側的鰭部表面的應力襯墊層。

可選地，對于n溝道鰭式場效應管，所述鰭部頂部與側壁的面積之比大于等于1∶1。

可選地，對于n溝道鰭式場效應管，所述鰭部頂部的寬度為10nm-20nm。

可選地，對于n溝道鰭式場效應管，相鄰鰭部之間的距離為30nm-50nm。

可選地，對于n溝道鰭式場效應管，所述應力襯墊層的材料為SiC。

可選地，對于p溝道鰭式場效應管，所述鰭部頂部與側壁的面積之比小于等于10∶1。

可選地，對于p溝道鰭式場效應管，所述鰭部頂部的寬度為40nm-60nm。

可選地，對于p溝道鰭式場效應管，相鄰鰭部之間的距離為10nm-30nm。

可選地，對于p溝道鰭式場效應管，所述應力襯墊層的材料為SiGe。

相應的，發明人還提供了一種鰭式場效應管，包括：

包含第一區域和第二區域的半導體襯底，所述第一區域用于形成p溝道鰭式場效應管，第二區域用于形成n溝道鰭式場效應管，其中，所述半導體襯底表面具有絕緣層，所述第一區域的半導體襯底表面具有第一鰭部，所述第一鰭部貫穿絕緣層、且其頂部高于絕緣層表面，所述第一鰭部頂部的晶面為(100)，所述第一鰭部側壁的晶面為(110)，所述第二區域的半導體襯底表面具有第二鰭部，所述第二鰭部貫穿絕緣層、且其頂部高于所述絕緣層表面，所述第二鰭部頂部的晶面為(100)，所述第一鰭部側壁的晶面為(110)；

所述第一鰭部頂部的面積與所述第一鰭部側壁的面積的比大于3∶1；

所述第二鰭部頂部的面積與所述第二鰭部側壁的面積的比小于等于3∶1；

橫跨所述第一鰭部的頂部和側壁的第一柵極結構；橫跨所述第二鰭部的頂部和側壁的第二柵極結構；

位于所述第一柵極結構兩側的第一鰭部表面的第一應力襯墊層；位于所述第二柵極結構兩側的第二鰭部表面的第二應力襯墊層。

可選地，所述第一鰭部頂部的面積與所述第一鰭部側壁的面積的比小于等于10∶1。

可選地，所述第二鰭部頂部的面積與所述第二鰭部側壁的面積的比大于等于1∶1。

可選地，相鄰第一鰭部之間的距離大于相鄰第二鰭部之間的距離。

可選地，相鄰第一鰭部之間的距離為30nm-50nm。

可選地，所述第一鰭部的寬度為10nm-20nm。