[發明專利]鰭狀場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201610120862.7
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN107154355B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 肖德元
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 金華

1.一種鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

沉積淺溝槽隔離層于該襯底上；

沉積多個含氧介電層和多個絕緣層的交替層于該淺溝槽隔離層上；

經由第一道蝕刻程序形成溝槽，該溝槽連通于該淺溝槽隔離層和該些含氧介電層和該些絕緣層的該交替層；

經由第二道蝕刻程序選擇性蝕刻該溝槽的內側壁的該交替層中的該些絕緣層，使該溝槽的該內側壁具有多個垂直堆棧碗形的截面形狀；

選擇性外延生長緩沖層于該溝槽中的該襯底上；

選擇性外延生長III-V族材料于該溝槽中的該緩沖層上；

選擇性移除該些含氧介電層和該些絕緣層的該交替層；

熱氧化該緩沖層，以形成介于該襯底與該III-V族材料之間的氧化隔離層；

沉積高介電常數介電層于該淺溝槽隔離層的上表面和該III-V族材料的周圍；及

沉積導電材料于該高介電常數介電層的周圍。

2.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，沉積該淺溝槽隔離層于該襯底上的步驟包括：該淺溝槽隔離層的厚度介于10至100納米之間。

3.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，沉積該些含氧介電層和該些絕緣層的該交替層于該淺溝槽隔離層的步驟包括：該些含氧介電層的材料為二氧化硅、氟氧化硅、氮氧化硅、或其組合。

4.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，沉積該些含氧介電層和該些絕緣層的該交替層于該淺溝槽隔離層的步驟包括：該些含氧介電層的厚度分別為介于2至10納米之間。

5.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，沉積該些含氧介電層和該些絕緣層的該交替層于該淺溝槽隔離層的步驟包括：該些絕緣層的材料為磷硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、硼磷硅酸鹽玻璃、或其組合。

6.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，沉積 該些含氧介電層和該些絕緣層的該交替層于該淺溝槽隔離層的步驟包括：該些絕緣層的厚度分別為介于5至10納米之間。

7.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，選擇性外延生長該緩沖層于該溝槽中的該襯底上的步驟包括：該緩沖層的材料為砷化鎵或硅鍺。

8.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，選擇性外延生長該緩沖層于該溝槽中的該襯底上的步驟包括：該緩沖層的厚度介于10至100納米之間。

9.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，選擇性外延生長該III-V族材料于該溝槽中的該緩沖層上的步驟包括：該III-V族材料為砷化銦鎵、砷化銦或銻化銦。

10.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，經由該第一道蝕刻程序形成該溝槽的步驟包括：該第一道蝕刻程序為采用干式蝕刻法。

11.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，經由該第二道蝕刻程序選擇性蝕刻該溝槽的內側壁的該交替層中的該些絕緣層的步驟包括：該第二道蝕刻程序為采用濕式蝕刻法。

12.如權利要求1所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，熱氧化該緩沖層，以形成介于該襯底與該III-V族材料之間的該氧化隔離層的步驟包括：采用原位蒸汽產生氧化法或快速熱氧化法熱氧化該緩沖層。

13.如權利要求12所述的鰭狀場效應晶體管的制備方法，其特征在于，采用原位蒸汽氧化法的步驟包括：以O₂或N₂O和N₂的混合氣體作為反應氣體。

14.一種鰭狀場效應晶體管，其特征在于，該鰭狀場效應晶體管采用如權利要求1～13項中任一項所述的制備方法制備而成，該鰭狀場效應晶體管包括：

襯底；

淺溝槽隔離層，形成于該襯底上，該淺溝槽隔離層具有溝槽；

緩沖層，形成于該溝槽中的該襯底上；

III-V族材料，形成于該緩沖層上，且該III-V族材料具有多個垂直堆棧碗形的截面形狀；

氧化隔離層，形成于該襯底與該III-V族材料之間；

高介電常數介電層，形成于淺溝槽隔離層的上表面和該III-V族材料周圍；及

導電材料，形成于該高介電常數介電層的周圍。