[發明專利]全襯底隔離FINFET晶體管

有效

• 申請號: 201310489429.7
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103887172B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: N·勞貝特;P·卡雷
• 申請（專利權）人: 意法半導體公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

1.一種在硅襯底上形成FinFET晶體管的方法，所述方法包括：

向所述硅襯底注入摻雜物；

形成從所述硅襯底豎直地延伸的凸起多層鰭陣列，所述凸起多層鰭至少包括底部半傳導材料和頂部半傳導材料；

在所述鰭之間沉積絕緣材料以提供局部鰭間隔離；

形成絕緣溝槽以將所述FinFET晶體管與鄰近區域電隔離；

形成覆蓋在所述凸起多層鰭陣列上面并且與所述凸起多層鰭陣列正交地對準的犧牲柵極，所述犧牲柵極與每個多層鰭的三側鄰接，每個多層鰭的位于所述犧牲柵極下面的部分作為傳導鰭溝道操作；

在所述犧牲柵極的相對側上形成與所述頂部半傳導材料接觸的原位摻雜外延層；

從所述傳導鰭溝道去除所述底部半傳導材料以在所述頂部半傳導材料與所述硅襯底之間形成空隙，所述空隙提供在所述傳導鰭溝道與所述硅襯底之間的物理分離；

向所述空隙填充氧化物以使所述傳導鰭溝道與所述硅襯底電絕緣；并且

用可操作柵極替換所述犧牲柵極。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括在形成所述凸起多層鰭陣列之時使用側壁圖像轉移工藝來圖案化所述陣列。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括形成犧牲芯棒作為所述側壁圖像轉移工藝的一部分。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述犧牲芯棒包括非晶硅材料。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述犧牲柵極包括多晶硅并且所述可操作柵極包括金屬。

6.根據權利要求5所述的方法，還包括在用所述可操作柵極替換所述犧牲柵極期間沉積附加金屬以形成源極接觸和漏極接觸。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述可操作柵極包括由具有大于4.0的介電常數的材料制成的電介質層。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述底部半傳導材料是外延生長的鍺化硅，并且所述頂部半傳導材料是外延生長的硅。

9.一種在硅襯底上的全隔離FinFET晶體管，所述晶體管包括：

傳導鰭溝道陣列，懸置于所述硅襯底之上并且通過絕緣層與所述硅襯底間隔開；

原位摻雜外延層，與所述傳導鰭溝道陣列的部分接觸，所述原位摻雜外延層懸置于所述硅襯底之上并且通過絕緣層與所述硅襯底間隔開；

保形柵極，覆蓋在所述傳導鰭溝道陣列上面，所述保形柵極可操作用于響應于施加的電壓控制所述傳導鰭溝道內的電流流動；以及

成對的絕緣溝槽，與所述傳導鰭溝道平行地對準。

10.根據權利要求9所述的FinFET晶體管，其中所述保形柵極包括具有大于4.0的介電常數的電介質層和包括金屬的體柵極材料。

11.根據權利要求9所述的FinFET晶體管，還包括在所述硅襯底內的阱注入物和袋注入物中的一個或者多個注入物。

12.根據權利要求9所述的FinFET晶體管，其中所述傳導鰭溝道陣列包括外延生長的硅材料。

13.根據權利要求9所述的FinFET晶體管，其中所述絕緣層是氧化物。

14.根據權利要求9所述的FinFET晶體管，其中所述原位摻雜外延層與所述傳導鰭溝道陣列的在所述保形柵極以外的部分接觸。

15.一種形成與硅襯底隔離的FinFET晶體管的方法，所述方法包括：

形成半傳導鰭陣列；

形成絕緣溝槽以將所述FinFET晶體管與鄰近區域電隔離；

形成覆蓋在所述半傳導鰭陣列上面的保形柵極，所述保形柵極可操作為響應于施加的電壓，控制導電鰭溝道內的電流；

在所述保形柵極以外形成與所述半傳導鰭陣列接觸的摻雜外延層；并且

用絕緣層將所述半傳導鰭陣列和所述摻雜外延層與所述硅襯底隔離。

16.根據權利要求15所述的方法，其中所述半傳導鰭陣列包括頂部外延層和底部外延層。

17.根據權利要求16所述的方法，其中隔離所述半傳導鰭陣列需要用所述絕緣層替換所述底部外延層。

18.根據權利要求15所述的方法，其中所述絕緣層是二氧化硅。