[發明專利]用于具有掩埋SiGe氧化物的FinFET器件的結構和方法在審

申請號：	201410692918.7	申請日：	2014-11-26
公開（公告）號：	CN104681615A	公開（公告）日：	2015-06-03
發明（設計）人：	江國誠;王志豪;吳志強;卡洛斯·H.·迪亞茲	申請（專利權）人：	臺灣積體電路制造股份有限公司
主分類號：	H01L29/78	分類號：	H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
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;李偉
地址：	中國臺***	國省代碼：	中國臺灣;71
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于具有掩埋 sige 氧化物 finfet 器件結構方法
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【權利要求書】：

1.一種半導體結構，包括：

第一半導體材料的襯底，具有第一晶格常數；

鰭部件，形成在所述襯底上，其中，所述鰭部件包括：

所述第一半導體材料的第一部分，設置在所述襯底上方；

第二半導體材料層的第二部分，設置在所述第一部分上方，其中，所述第二半導體材料具有與所述第一晶格常數不同的第二晶格常數；和

所述第一半導體材料的第三部分，設置在所述第二部分上方；

隔離部件，形成在所述襯底上并且設置在所述鰭部件的兩側上，其中，所述第二部分的頂面位于所述隔離部件的頂面之上并且所述第二部分包括凹進的側壁；

半導體氧化物部件，包括所述第二半導體材料，設置在所述第二部分的凹進的側壁上，限定位于半導體氧化物部件上面并且位于所述鰭部件的第三部分下面的凹陷的空隙；以及

柵極堆疊件，設置在所述鰭部件和所述隔離部件上，其中，所述柵極堆疊件包括延伸進入所述凹陷的空隙并且填充在所述凹陷的空隙中的柵極介電層，從而在所述凹陷的空隙中形成側面電介質頂端。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，

所述半導體氧化物部件包括第一介電材料；以及

所述側面電介質頂端包括與所述第一介電材料不同的第二介電材料。

3.根據權利要求2所述的半導體結構，其中，

所述半導體氧化物部件包括氧化硅鍺和氧化鍺中的至少一種；以及

所述側面電介質頂端包括高k介電材料。

4.根據權利要求3所述的半導體結構，其中，所述高k介電材料選自由HfSiO、LaO、AlO、ZrO、TiO、Ta₂O₅、Y₂O₃、SrTiO₃(STO)、BaTiO₃(BTO)、BaZrO、HfZrO、HfLaO、HfSiO、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、(Ba,Sr)TiO₃(BST)、Al₂O₃、Si₃N₄和氮氧化物(SiON)組成的組。

5.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，

所述鰭部件的第三部分位于所述隔離部件的頂面之上；以及

所述側面電介質頂端從所述隔離部件的頂面至所述第三部分的底面跨越垂直尺寸H。

6.根據權利要求5所述的半導體結構，其中，

所述側面電介質頂端跨越水平尺寸W；

所述水平尺寸W介于從約1nm至約4nm之間；以及

所述垂直尺寸H介于從約3nm至約6nm之間。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，還包括：形成在所述鰭部件上的源極和漏極，其中，所述源極和漏極彼此跨越在第一方向上并且直接位于所述柵極堆疊件下方的溝道區插入在所述源極和漏極之間。

8.根據權利要求7所述的半導體結構，其中，所述源極、所述漏極和所述柵極堆疊件配置為n型場效應晶體管。

9.一種半導體結構，包括：

隔離部件，形成在半導體襯底中；

鰭部件，在第一方向上延伸和形成在所述半導體襯底上，并且由所述隔離部件環繞，其中，所述鰭部件包括從所述半導體襯底延伸的第一部分；設置在所述第一部分上的第一半導體材料的第二部分；和設置在所述第二部分上的第二半導體材料的第三部分，其中，所述第一半導體材料具有第一晶格常數并且所述第二半導體材料具有與所述第一晶格常數不同的第二晶格常數；

半導體氧化物部件，形成所述鰭部件的第二部分的側壁；以及

柵極堆疊件，在從所述鰭部件上方至所述隔離部件上方的第二方向上延伸，其中，所述柵極堆疊件包括延伸以填充凹陷的空隙的柵極介電層，所述凹陷的空隙垂直地限定在所述半導體氧化物部件和所述鰭部件的第三部分之間。

10.一種方法，包括：

在半導體襯底上形成隔離部件，從而限定位于所述半導體襯底上的有源區；

凹進所述有源區以形成鰭溝槽；

通過在所述有源區內的半導體襯底上第一外延生長第一半導體層和在所述第一半導體層上第二外延生長第二半導體層而在所述鰭溝槽上形成鰭部件；

對所述隔離部件實施第一凹進工藝，從而使得所述第一半導體層位于所述隔離部件下方并且嵌入在所述隔離部件中；

在所述鰭部件上方和所述隔離部件上方形成偽柵極堆疊件；

在所述鰭部件上形成源極和漏極；

實施熱氧化工藝以選擇性地氧化所述第一半導體層以在所述第一半導體層的側壁上形成半導體氧化物部件；

實施第二凹進工藝，從而將所述隔離部件凹進至位于所述第二半導體層下方，從而產生垂直地限定在所述第二半導體層和所述半導體氧化物部件之間的凹陷的空隙；以及

形成包括柵極介電層和柵電極的柵極堆疊件，其中，所述柵極介電層延伸至所述凹陷的空隙并且填充在所述凹陷的空隙中。