[發明專利]FinFET及其制造方法

有效

• 申請號: 201210285604.6
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN103579004A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 朱慧瓏;許淼
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種制造FinFET的方法，包括：

在半導體襯底上形成應力作用層；

在應力作用層上形成半導體層；

采用半導體層形成半導體鰭片，該半導體鰭片包括沿著其長度方向延伸的兩個側壁；

在半導體鰭片的側壁上形成柵極介質層；

在柵極介質層上形成柵極導體層，使得柵極介質層夾在柵極導體層和半導體鰭片之間；以及

在半導體鰭片的兩端形成源區和漏區，

其中應力作用層在半導體鰭片下方半導體鰭片平行延伸，并且應力作用層沿著半導體鰭片的長度方向對半導體鰭片施加應力。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述應力作用層沿著半導體鰭片的長度方向的第一尺寸大于沿著半導體鰭片的寬度方向的第二尺寸。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述應力作用層的第二尺寸大于半導體鰭片的寬度。

4.根據權利要求2所述的方法，在形成柵極介質層和形成柵極導體層的步驟之間還包括：形成淺溝槽隔離，以限定FinFET的有源區以及應力作用層的第一尺寸，使得應力作用層在半導體鰭片的長度方向上的兩個端部與淺溝槽隔離鄰接。

5.根據權利要求2所述的方法，在形成半導體層和形成半導體鰭片之間還包括：還包括：形成淺溝槽隔離，以限定FinFET的有源區以及應力作用層的第一尺寸，使得應力作用層在半導體鰭片的長度方向上的兩個端部與淺溝槽隔離鄰接。

6.根據權利要求2所述的方法，在形成柵極介質層和形成柵極導體層的步驟之間還包括：蝕刻應力作用層以限定應力作用層的第二尺寸。

7.根據權利要求6所述的方法，其中蝕刻應力作用層包括：

采用各向異性蝕刻去除應力作用層的未被半導體鰭片和柵極介質層遮擋的部分；以及

采用各向同性蝕刻去除應力作用層位于柵極介質層下方的一部分以形成底切。

8.根據權利要求6所述的方法，在蝕刻應力作用層和形成柵極導體層的步驟之間，還包括形成絕緣隔離層，其中，該絕緣隔離層將柵極導體層與半導體襯底、應力作用層和半導體鰭片之間電隔離。

9.根據權利要求1所述的方法，其中形成半導體鰭片包括：

在半導體層上形成硬掩模；以及

采用硬掩模將半導體層蝕刻成半導體鰭片。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述硬掩包括位于半導體層上的襯墊氧化物層和位于襯墊氧化物層上的襯墊氮化物層。

11.根據權利要求1所述的方法，其中在形成柵極介質層和柵極導體層之間，還包括形成夾在柵極介質層和柵極導體層之間的閾值調節金屬層。

12.根據權利要求1所述的方法，其中半導體鰭片由Si組成，應力作用層由選自SiGe和Si:C的一種材料組成。

13.一種FinFET，包括：

半導體襯底；

半導體襯底上的應力作用層；

應力作用層上的半導體鰭片，該半導體鰭片包括沿著其長度方向延伸的兩個側壁；

半導體鰭片的側壁上的柵極介質層；

柵極介質層上的柵極導體層；以及

半導體鰭片的兩端處的源區和漏區，

其中應力作用層在半導體鰭片下方與半導體鰭片平行延伸并且沿著半導體鰭片的長度方向對半導體鰭片施加應力。

14.根據權利要求13所述的FinFET，其中所述應力作用層沿著半導體鰭片的長度方向的第一尺寸大于沿著半導體鰭片的寬度方向的第二尺寸。

15.根據權利要求14所述的FinFET，其中所述應力作用層的第二尺寸大于半導體鰭片的寬度。

16.根據權利要求14所述的FinFET，還包括淺溝槽隔離，用于限定FinFET的有源區以及應力作用層的第一尺寸，使得應力作用層在半導體鰭片的長度方向上的兩個端部與淺溝槽隔離鄰接。

17.根據權利要求13所述的FinFET，還包括絕緣隔離層，其中，絕緣隔離層將柵極導體層與半導體襯底、應力作用層和半導體鰭片之間電隔離。

18.根據權利要求17所述的FinFET，其中絕緣隔離層的一部分形成淺溝槽隔離。