[發明專利]一種鰭式場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201710156386.9
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106898553A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 安霞;張冰馨;黎明;黃如;張興
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06;H01L29/16;H01L29/78
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙)11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種鰭式場效應晶體管，包括半導體襯底，在半導體襯底上具有凸起的Fin條，在Fin條側壁和頂部表面具有橫跨Fin條的柵極結構，與柵極結構接觸的Fin條部分構成溝道區，其特征在于，溝道區為高遷移率材料，溝道長度小于Fin條長度；源、漏位于溝道區兩端；Fin條兩端的半導體與襯底相連；Fin條與半導體襯底之間有一層局域埋氧層，形成BOI結構，該局域埋氧層的寬度大于或等于Fin條寬度。

2.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管，其特征在于，所述溝道區的高遷移率材料為鍺、鍺硅或鍺錫。

3.一種鰭式場效應晶體管的制備方法，包括以下步驟：

1)在半導體襯底上形成采用高遷移率材料的凸起Fin條；

2)在Fin條與半導體襯底之間形成局域埋氧層，該局域埋氧層的寬度大于或等于Fin條寬度；

3)在Fin條側壁和頂部表面形成柵極結構，并在柵極結構的側面形成側墻；

4)光刻定義源漏區圖形，摻雜并退火形成源漏。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟1)包括：

1-1)在半導體襯底上生長高遷移率材料的半導體外延層；

1-2)定義器件有源區，并形成器件之間的隔離；

1-3)在步驟1-1)形成的半導體外延層上淀積硬掩膜，光刻定義Fin條圖形，干法刻蝕硬掩膜和半導體外延層，停止在襯底表面，去掉光刻膠，形成Fin條。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟1-1)中所述半導體外延層的材料為鍺、鍺硅或鍺錫，厚度為5～200nm。

6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟1-3)中，所述硬掩膜是氧化硅層、氮化硅層或氧化硅/氮化硅疊層，厚度為10～800nm。

7.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟1-3)中的光刻采用電子束光刻或193nm浸沒式光刻技術，形成寬度為5～100nm的Fin條。

8.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟2)包括：

2-1)在Fin條上淀積一層氮化硅，并進行干法刻蝕，形成氮化硅側墻；

2-2)干法刻蝕半導體襯底至一定深度，然后通過熱氧化使Fin條和襯底之間的半導體被氧化，形成局域埋氧層；

2-3)濕法腐蝕去掉氮化硅側墻。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟2-2)中襯底的刻蝕深度為5～50nm。

10.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟2-2)采用濕氧氧化、氫氧合成氧化或等離子體氧化，使Fin條與襯底之間的半導體完全被氧化。