[發明專利]鰭式場效應晶體管(FINFET)器件結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201610863516.8
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN107039524B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 賴政杰;陳光鑫;吳永俊;葉沐詩
• 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;H01L29/423;H01L29/417;H01L21/336
• 代理公司: 11409 北京德恒律治知識產權代理有限公司
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，包括：

氧化層，形成在襯底上方；

鰭結構，形成在所述氧化層上方，其中，所述鰭結構由半導體層制成，并且所述半導體層包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分位于所述第一部分和所述第三部分之間，并且其中，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分構造U型溝槽，并且所述第二部分位于所述U型溝槽下方；以及

柵極結構，形成在所述U型溝槽的至少一部分中；以及

層間介電結構，填充在所述U型溝槽的至少另一部分中，所述層間介電結構在所述U型溝槽的所述至少另一部分中接合所述U型溝槽的底面。

2.根據權利要求1所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述第二部分具有從所述氧化層的頂面至所述U型溝槽的底面測量所得的第二高度，并且厚度的范圍在1nm至20nm之間。

3.根據權利要求2所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述第一部分具有第一高度，并且所述第二高度小于所述第一高度。

4.根據權利要求2所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分摻雜有導電類型相同且濃度相同的摻雜劑。

5.根據權利要求1所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述柵極結構在所述第一部分的一部分上方和所述第二部分的一部分上方延伸。

6.根據權利要求1所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述柵極結構包括柵極介電層和柵電極層，并且所述柵極介電層直接形成在所述第二部分上。

7.根據權利要求1所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述柵極結構的頂面與所述半導體層的所述第一部分的頂面齊平。

8.根據權利要求1所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，當俯視觀察時，所述柵極結構具有T型結構。

9.根據權利要求1所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述第一部分被配置為源極結構，所述第二部分被配置為溝道區，并且所述第三部分被配置為漏極結構。

10.一種鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，包括：

氧化層，形成在襯底上方；

源極結構、溝道區和漏極結構，形成在所述氧化層上方，其中，所述源極結構、所述溝道區和所述漏極結構構造U型溝槽，并且所述溝道區形成在所述U型溝槽的底面下方；以及

柵極結構，填充在所述U型溝槽的至少一部分中；以及

層間介電結構，填充在所述U型溝槽的至少另一部分中，所述層間介電結構在所述U型溝槽的所述至少另一部分中接合所述U型溝槽的底面。

11.根據權利要求10所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述柵極結構在所述源極結構的一部分上方或所述漏極結構的一部分上方延伸。

12.根據權利要求10所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述源極結構、所述溝道區和所述漏極結構摻雜有導電類型相同的摻雜劑。

13.根據權利要求10所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述源極結構、所述溝道區和所述漏極結構由硅(Si)、碳(C)、鍺(Ge)、硅鍺(SiGe)、碳化硅鍺(SiGeC)、以及多晶半導體或它們的組合制成。

14.根據權利要求10所述的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件結構，其中，所述溝道區具有從所述氧化層的頂面至所述溝道區的頂面測量所得的厚度，并且所述厚度的范圍在1nm至20nm之間。