[發明專利]晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201310315128.2
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104347523B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 洪中山
• 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: H01L21/84
• 分類號: H01L21/84;H01L21/336;H01L21/205;H01L29/06
• 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

1.一種晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底表面具有第一半導體層；

在第一半導體層表面形成第二半導體層，所述第二半導體層的材料與第一半導體層的材料不同；

去除部分第二半導體層，在第二半導體層內形成若干暴露出第一半導體層的第一開口，相鄰第一開口之間的第二半導體層形成器件層，所述器件層的圖形包括若干平行排列的條形；

去除第一開口底部和器件層底部的部分第一半導體層，在第一半導體層內形成第二開口，所述器件層橫跨于所述第二開口的頂部，且所述器件層不與第二開口的底部接觸；

在所述第二開口內形成填充滿所述第二開口的第一絕緣層；

刻蝕部分器件層，在所述器件層內形成若干暴露出第一絕緣層的第三開口，所述第三開口將至少一條器件層分割為至少兩段分立的子器件層；

在所述子器件層表面形成柵極結構，所述柵極結構橫跨于至少一個子器件層表面。

2.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二半導體層的厚度為2納米～10納米。

3.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二半導體層的材料為硅、硅鍺、碳化硅或III-V族化合物。

4.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二半導體層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

5.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一半導體層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝，所述第一半導體層的材料為硅、硅鍺、碳化硅或III-V族化合物，所述第一半導體層的厚度為50納米～200納米。

6.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，提供半導體基底，所述半導體基底包括所述襯底和所述第一半導體層，所述半導體基底為硅襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底或III-V族化合物襯底。

7.如權利要求5或6所述晶體管的形成方法，其特征在于，當所述第一半導體層的材料為硅鍺時，所述第二開口的形成工藝為各向同性的干法刻蝕工藝，所述干法刻蝕工藝包括：刻蝕氣體包括HCl，偏置電壓為0伏～10伏，偏置功率小于100瓦。

8.如權利要求5或6所述晶體管的形成方法，其特征在于，當所述第一半導體層的材料為硅時，所述第二開口的形成工藝為濕法刻蝕工藝，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液包括TMAH或KOH。

9.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一絕緣層的材料為氧化硅。

10.如權利要求9所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一絕緣層的形成方法包括流體化學氣相沉積工藝。

11.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一開口的形成工藝為：在第二半導體層表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出與第一開口位置對應的第二半導體層表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述第二半導體層并形成第一開口。

12.如權利要求11所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅中的一種或兩種組合。

13.如權利要求11所述晶體管的形成方法，其特征在于，以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述第二半導體層之后，刻蝕部分第一半導體層，使第一開口底部低于第一半導體層表面。

14.如權利要求11所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第三開口的形成工藝為：在形成第一絕緣層之后，刻蝕部分所述掩膜層，使所述掩膜層暴露出與第三開口位置對應的第二半導體層表面；以所述掩膜層為掩膜層，刻蝕所述第二半導體層并暴露出第一絕緣層表面，形成第三開口；在形成所述第三開口之后，去除所述掩膜層。

15.如權利要求14所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成第三開口之后，繼續刻蝕部分第一半導體層，并暴露出第一絕緣層的側壁。

16.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，在形成第三開口之后，在所述第三開口內形成第二絕緣層。

17.如權利要求16所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第二絕緣層的材料為氧化硅，所述第二絕緣層的形成方法包括：流體化學氣相沉積工藝、高密度等離子體化學氣相沉積工藝、玻璃上旋涂工藝、高縱寬比填溝沉積工藝。