[發明專利]形成FinFET半導體設備的低缺陷取代鰭部的方法及其所產生的設備

有效

• 申請號: 201410099173.3
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN104051539B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: J·弗倫海澤;A·P·雅各布;W·P·馬斯莎拉;K·阿卡瓦爾達
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L29/04;H01L21/336
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

1.一種半導體設備，包含：

基底鰭部，形成于由具有晶體結構的第一半導體材料所構成的基底中，其中，該基底鰭部的至少一個側壁處于該基底的該晶體結構的<100>結晶方向；

取代鰭部結構，位于該基底鰭部之上，該取代鰭部結構由不同于該第一半導體材料的半導體材料所構成；

絕緣材料的層，置于該基底上且覆蓋該基底鰭部的該側壁及該取代鰭部結構的側壁的一部分；以及

柵極結構，位于該取代鰭部結構的至少一部分附近，其中該柵極結構包括形成在該絕緣材料的該層的曝露表面、該取代鰭部結構的頂部表面、以及該取代鰭部結構的該側壁的其他部分上的柵極絕緣層。

2.根據權利要求1所述的半導體設備，其特征在于，該基底為(100)基底以及該基底鰭部具有長軸，其中，該基底鰭部的該長軸處于該(100)基底的<100>結晶方向。

3.根據權利要求1所述的半導體設備，其特征在于，該基底為(110)基底以及該基底鰭部具有長軸，其中，該基底鰭部的該長軸處于該(110)基底的該晶體結構的<110>結晶方向。

4.根據權利要求1所述的半導體設備，其特征在于，該基底為(100)硅基底或(110)硅基底的其中一者。

5.根據權利要求1所述的半導體設備，其特征在于，該取代鰭部結構由硅/鍺、鍺或III-V族材料的其中一者所構成。

6.根據權利要求5所述的半導體設備，其特征在于，該基底由硅所構成。

7.根據權利要求1所述的半導體設備，其特征在于，該基底由硅所構成，以及該取代鰭部結構由硅/鍺所構成。

8.一種半導體設備，包含：

基底鰭部，形成于由硅所構成的(100)基底中，其中，該基底鰭部的長軸處于該(100)基底的該晶體結構的<100>結晶方向；

取代鰭部結構，位于該基底鰭部之上，該取代鰭部結構由不同于該硅的半導體材料所構成；

絕緣材料的層，置于該基底上且覆蓋該基底鰭部的側壁及該取代鰭部結構的側壁的一部分；以及

柵極結構，位于該取代鰭部結構的至少一部分附近，其中該柵極結構包括形成在該絕緣材料的該層的曝露表面、該取代鰭部結構的頂部表面、以及該取代鰭部結構的該側壁的其他部分上的柵極絕緣層。

9.根據權利要求8所述的半導體設備，其特征在于，該取代鰭部結構由硅/鍺、鍺或III-V族材料的其中一者所構成。

10.一種半導體設備，包含：

基底鰭部，形成于由硅構成的(110)基底中，其中，該基底鰭部的長軸處于該(110)基底的該晶體結構的<110>結晶方向；

取代鰭部結構，位于該基底鰭部之上，該取代鰭部結構由不同于該硅的半導體材料所構成；

絕緣材料的層，置于該基底上且覆蓋該基底鰭部的側壁及該取代鰭部結構的側壁的一部分；以及

柵極結構，位于該取代鰭部結構的至少一部分附近，其中該柵極結構包括形成在該絕緣材料的該層的曝露表面、該取代鰭部結構的頂部表面、以及該取代鰭部結構的該側壁的其他部分上的柵極絕緣層。

11.根據權利要求10所述的半導體設備，其特征在于，該取代鰭部結構由硅/鍺、鍺或III-V族材料的其中一者所構成。

12.一種形成FinFET設備的方法，包含：

在基底中形成基底鰭部，使得該基底鰭部的至少一個側壁處于該基底的<100>結晶方向；

在該基底鰭部之上形成取代鰭部；

在該基底上形成絕緣材料的層以覆蓋該基底鰭部的側壁及該取代鰭部的側壁的一部分；以及

在該取代鰭部的至少一部分附近形成柵極結構，其中形成該柵極結構包括形成在該絕緣材料的該層的曝露表面、該取代鰭部的頂部表面、以及該取代鰭部的該側壁的其他部分上的柵極絕緣層。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，該基底為(100)基底，以及其中，該基底鰭部經形成，使得該基底鰭部的長軸處于該(100)基底的<100>結晶方向。