[發(fā)明專利]一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611022835.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN106784001B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬小龍;張日清;斯蒂芬.巴德爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法，其特征在于，包括：

在半導(dǎo)體襯底上形成具有超晶格特征的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括交替設(shè)置的第一半導(dǎo)體材料層和第二半導(dǎo)體材料層，所述支撐結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)置有隔離層；

沿著所述隔離層與所述支撐結(jié)構(gòu)的交界形成覆蓋所述支撐結(jié)構(gòu)的假柵結(jié)構(gòu)，所述假柵結(jié)構(gòu)在柵長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度小于所述第一半導(dǎo)體材料層在所述柵長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度，所述柵長(zhǎng)方向用于指示所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管中載流子的輸運(yùn)方向；

沿所述柵長(zhǎng)方向，去除所述第一半導(dǎo)體材料層中除犧牲層以外的區(qū)域，形成絕緣凹槽，所述犧牲層為所述第一半導(dǎo)體材料層中所述假柵結(jié)構(gòu)沿目標(biāo)方向的投影區(qū)域，所述絕緣凹槽中填充的介質(zhì)的介電常數(shù)小于所述第一半導(dǎo)體材料層的介電常數(shù)，所述目標(biāo)方向?yàn)榇怪庇谒霭雽?dǎo)體襯底底面的方向；

沿所述柵長(zhǎng)方向，在預(yù)設(shè)的源漏區(qū)域形成源極和漏極，所述源極和漏極通過所述絕緣凹槽與所述犧牲層隔離；

沿所述柵長(zhǎng)方向，去除所述假柵結(jié)構(gòu)和所述犧牲層；減小所述第二半導(dǎo)體材料層的厚度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，沿所述柵長(zhǎng)方向，去除所述第一半導(dǎo)體材料層中除犧牲層以外的區(qū)域，形成絕緣凹槽，包括：

沿所述柵長(zhǎng)方向，對(duì)所述第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行選擇性氧化工藝，使得所述第一半導(dǎo)體材料層中除所述犧牲層以外的區(qū)域被氧化，形成所述絕緣凹槽，其中，所述絕緣凹槽中填充的介質(zhì)為所述第一半導(dǎo)體材料層的氧化物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，沿所述柵長(zhǎng)方向，去除所述第一半導(dǎo)體材料層中除犧牲層以外的區(qū)域，形成絕緣凹槽，包括：

沿所述柵長(zhǎng)方向，對(duì)所述第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行選擇性刻蝕工藝，使得所述第一半導(dǎo)體材料層中除所述犧牲層以外的區(qū)域被去除，形成所述絕緣凹槽。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，在形成所述絕緣凹槽之后，還包括：

在所述絕緣凹槽內(nèi)填充介電常數(shù)小于3.9的介質(zhì)材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，在所述絕緣凹槽內(nèi)填充介電常數(shù)小于3.9的介質(zhì)材料之前，還包括：

沿所述柵長(zhǎng)方向，通過原子層沉積ALD工藝在所述絕緣凹槽的表層上形成刻蝕停止層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，調(diào)整所述第二半導(dǎo)體材料層的厚度，包括：

通過刻蝕工藝，將所述第二半導(dǎo)體材料層的厚度從8nm減小至4nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，在沿柵結(jié)構(gòu)截面方向，調(diào)整所述第二半導(dǎo)體材料層的厚度之后，還包括：

通過替代柵RMG工藝，在已去除的所述假柵結(jié)構(gòu)和所述犧牲層的位置形成柵極。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，在半導(dǎo)體襯底上形成具有超晶格特征的支撐結(jié)構(gòu)，包括：

在半導(dǎo)體襯底上交替生長(zhǎng)第一半導(dǎo)體材料層和第二半導(dǎo)體材料層的周期性超晶格結(jié)構(gòu)，所述第一半導(dǎo)體材料層和所述第二半導(dǎo)體材料層的厚度均小于50nm；

對(duì)所述超晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，形成鰭狀的所述支撐結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，沿著所述隔離層與所述支撐結(jié)構(gòu)的交界形成覆蓋所述支撐結(jié)構(gòu)的假柵結(jié)構(gòu)，包括：

在裸露出的支撐結(jié)構(gòu)上形成氧化層；

在所述氧化層上形成覆蓋所述支撐結(jié)構(gòu)的假柵結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述假柵結(jié)構(gòu)在柵結(jié)構(gòu)截面方向的長(zhǎng)度小于所述隔離層的長(zhǎng)度，

其中，在所述隔離層上形成包裹所述支撐結(jié)構(gòu)的假柵結(jié)構(gòu)之后，還包括：

在所述假柵結(jié)構(gòu)的外圍沉積絕緣層，所述絕緣層的側(cè)壁與所述隔離層的側(cè)壁齊平。

11.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括源極和漏極，所述源極與所述漏極之間的溝道上設(shè)置有柵極，所述柵極通過絕緣凹槽與所述源極和漏極隔離，所述絕緣凹槽內(nèi)填充介電常數(shù)小于3.9的介質(zhì)材料，所述溝道包括半導(dǎo)體材料，所述溝道的兩端被雜質(zhì)原子擴(kuò)散，所述溝道的被雜質(zhì)原子擴(kuò)散的部分的厚度大于所述溝道的中段的厚度。