[發(fā)明專利]一種FinFET結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410459571.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN105405886B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹海洲;劉云飛;李睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/10;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京漢昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波

本發(fā)明提供了一種FinFET結(jié)構(gòu)及其制造方法，包括：襯底結(jié)構(gòu)，所述沉底結(jié)構(gòu)為SOI襯底；第一鰭片和第二鰭片，所述第一、第二鰭片位于所述襯底結(jié)構(gòu)上方，彼此平行；柵極疊層，覆蓋所述襯底結(jié)構(gòu)和部分第一、第二鰭片的側(cè)壁；源區(qū)，位于所述第一鰭片未被柵極疊層所覆蓋的區(qū)域；漏區(qū)，位于所述第二鰭片未被柵極疊層所覆蓋的區(qū)域；側(cè)墻，位于所述第一、第二鰭片兩側(cè)，柵極疊層上方，用于隔離源區(qū)、漏區(qū)和柵極疊層；襯底結(jié)構(gòu)溝道區(qū)，所述襯底結(jié)構(gòu)溝道區(qū)位于所述襯底結(jié)構(gòu)中靠近上表面的區(qū)域中。本發(fā)明在現(xiàn)有FinFET工藝的基礎(chǔ)上提出了一種新的器件結(jié)構(gòu)，使器件的柵長不受footprint尺寸限制，有效地解決了短溝道效應(yīng)所帶來的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造方法，具體地，涉及一種FinFET制造方法。

技術(shù)背景

摩爾定律指出：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目每隔18個(gè)月增加一倍，性能也同時(shí)提升一倍。目前，隨著集成電路工藝和技術(shù)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了二極管、MOSFET、FinFET等器件，節(jié)點(diǎn)尺寸不斷減小。然而，2011年以來，硅晶體管已接近了原子等級(jí)，達(dá)到了物理極限，由于這種物質(zhì)的自然屬性，除了短溝道效應(yīng)以外，器件的量子效應(yīng)也對(duì)器件的性能產(chǎn)生了很大的影響，硅晶體管的運(yùn)行速度和性能難有突破性發(fā)展。因此，如何在在無法減小特征尺寸的情況下，大幅度的提升硅晶體管的性能已成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種U型FinFET結(jié)構(gòu)及其制造方法，在現(xiàn)有FinFET工藝的基礎(chǔ)上提出了一種新的器件結(jié)構(gòu)，使器件的柵長不受footprint尺寸限制，有效地解決了短溝道效應(yīng)所帶來的問題。具體的，該結(jié)構(gòu)包括：

襯底結(jié)構(gòu)，所述襯底結(jié)構(gòu)為SOI襯底；

第一鰭片和第二鰭片，所述第一、第二鰭片位于所述襯底結(jié)構(gòu)上方，彼此平行；

柵極疊層，所述柵極疊層覆蓋所述襯底結(jié)構(gòu)和部分第一、第二鰭片的側(cè)壁；

源區(qū)，所述源區(qū)位于所述第一鰭片未被柵極疊層所覆蓋的區(qū)域；

漏區(qū)，所述漏區(qū)位于所述第二鰭片未被柵極疊層所覆蓋的區(qū)域；

側(cè)墻，所述側(cè)墻位于所述第一、第二鰭片兩側(cè)，用于隔離源區(qū)、漏區(qū)和柵極疊層。

其中，所述第一、第二鰭片具有相同的高度、厚度和寬度。

其中，所述柵極疊層包括：界面層、高K介質(zhì)層、金屬柵功函數(shù)調(diào)節(jié)層以及多晶硅。

其中，所述柵極疊層的高度為所述第一、第二鰭片高度的1/2～3/4。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種U型FinFET器件制造方法，包括：

a.提供襯底結(jié)構(gòu)，所述襯底結(jié)構(gòu)為SOI襯底；

b.在所述襯底結(jié)構(gòu)上形成第一鰭片和第二鰭片；

c.在所述襯底結(jié)構(gòu)、所述第一鰭片和第二鰭片上方形成柵極疊層；

d.去除所述第一鰭片和第二鰭片上方和部分側(cè)壁的柵極疊層，露出的部分第一和第二鰭片形成源漏區(qū)；

e.在未被所述柵極疊層覆蓋的第一鰭片和第二鰭片兩側(cè)形成側(cè)墻。

其中，所述柵極疊層包括：界面層、高K介質(zhì)層、金屬柵功函數(shù)調(diào)節(jié)層以及多晶硅。

其中，在步驟b中，形成所述第一鰭片和第二鰭片的方法為：

b1)在所述襯底結(jié)構(gòu)上依次形成溝道材料層和源漏材料層；

b2)對(duì)所述溝道材料層和源漏材料層進(jìn)行刻蝕，形成第一鰭片和第二鰭片。

其中，形成所述第一鰭片和第二鰭片的方法為各向異性刻蝕。