[發明專利]具有替代鰭的非平面晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201310422365.9
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN104241134B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 馮家馨
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

1.一種方法，包括：

形成第一半導體鰭；

氧化所述第一半導體鰭的表面部分以形成第一氧化物層，所述第一氧化物層包括與所述第一半導體鰭重疊的頂部和位于所述第一半導體鰭的側壁上的側壁部分；

去除所述第一氧化物層的頂部，其中，在去除步驟后保留所述第一氧化物層的側壁部分；

去除所述第一半導體鰭的頂部以形成位于所述第一氧化物層的側壁部分之間的凹槽；以及

實施外延以在所述凹槽中生長半導體區。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，氧化所述第一半導體鰭的表面部分包括熱氧化。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述熱氧化在高于約800℃的溫度下進行。

4.一種方法，包括：

形成第一半導體鰭和第二半導體鰭；

同時氧化所述第一半導體鰭和所述第二半導體鰭的表面部分以分別形成第一氧化物層和第二氧化物層；

覆蓋所述第二氧化物層；

去除所述第一氧化物層的頂部以露出所述第一半導體鰭；

去除所述第一半導體鰭的頂部以形成位于所述第一氧化物層的相對側壁部分之間的凹槽；

實施外延以在所述凹槽中生長半導體區；

去除所述第一氧化物層的剩余部分；

在所述半導體區的頂面和側壁上形成第一柵極電介質；

在所述第一柵極電介質上方形成第一柵電極；以及

在所述第二氧化物層上方形成第二柵電極。

5.一種方法，包括：

分別在第一器件區、第二器件區和第三器件區內形成第一半導體鰭、第二半導體鰭和第三半導體鰭；

同時氧化所述第一半導體鰭、所述第二半導體鰭和所述第三半導體鰭中的每一個鰭的頂部和側壁部分以分別形成第一氧化物層、第二氧化物層和第三氧化物層；

以第一替代鰭取代所述第一半導體鰭的頂部；

以第二替代鰭取代所述第二半導體鰭的頂部；

去除所述第一氧化物層和所述第二氧化物層的剩余部分而不去除所述第三氧化物層；

形成第一鰭式場效應晶體管（FinFET）的第一柵極電介質，所述第一柵極電介質位于所述第一替代鰭的頂面和側壁上；

形成第二FinFET的第二柵極電介質，其中所述第二柵極電介質位于所述第二替代鰭的頂面和側壁上；以及

形成第三FinFET的第三柵極電介質，所述第三柵極電介質位于所述第三氧化物層的頂面和側壁上。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，取代所述第一半導體鰭的頂部包括：

去除所述第一氧化物層的頂部，在去除步驟后保留所述第一氧化物層的側壁部分；

蝕刻所述第一半導體鰭的頂部以形成位于所述第一氧化物層的側壁部分之間的凹槽；以及

在所述凹槽中外延生長所述第一替代鰭。

7.根據權利要求5所述的方法，還包括：

在所述第一器件區、所述第二器件區和所述第三器件區內形成硬掩模層以覆蓋所述第一氧化物層、所述第二氧化物層和所述第三氧化物層；以及

經由所述硬掩模層的開口實施光刻步驟以露出所述第一氧化物層。

8.根據權利要求7所述的方法，還包括：

形成位于所述硬掩模層上方的氧化物層；以及

實施平坦化以去除所述氧化物層位于所述硬掩模層的頂面上方的部分，所述硬掩模層的頂面與所述氧化物層的剩余部分的頂面齊平。

9.根據權利要求5所述的方法，其中，所述氧化包括熱氧化。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述熱氧化在高于約800℃的溫度下進行。