[發(fā)明專利]具有減小的寄生電容的垂直FET

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880024368.8
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN110520973B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗欣;程慷果;張辰;許文豫;P.J.奧迪格斯
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王蕊瑞

一種用于降低半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的寄生電容的方法，包括在襯底上形成鰭片結(jié)構(gòu)，在鰭片結(jié)構(gòu)和襯底之間形成第一源極/漏極區(qū)，在鰭片結(jié)構(gòu)附近形成第一間隔物，在第一源極/漏極區(qū)附近形成第二間隔物和使暴露區(qū)域中的第一源極/漏極區(qū)凹陷。該方法還包括在凹陷的第一源極/漏極區(qū)的暴露區(qū)域內(nèi)形成淺溝槽隔離(STI)區(qū)，在STI區(qū)域上方沉積底部間隔物，在底部間隔物上方形成金屬棚極堆疊，在金屬柵極堆疊上沉積頂部間隔物，切割金屬柵極堆疊，在鰭片結(jié)構(gòu)上形成第二源極/漏極區(qū)；和形成觸點，使得STI區(qū)在金屬柵極堆疊和第一源極/漏極區(qū)之間延伸一段長度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及形成具有減小的寄生電容的垂直場效應(yīng)晶體管(FET)。

背景技術(shù)

場效應(yīng)晶體管(FET)是具有源極、柵極和漏極的晶體管。FET的作用取決于沿源極和漏極之間通過柵極的溝道的多數(shù)載流子的流動。通過源極和漏極之間的溝道的電流由柵極下方的橫向電場控制。可以使用多于一個門(多門)來更有效地控制溝道。柵極的長度決定了FET的切換速度。

通過使用一個或多個鰭形溝道減小了FET的尺寸。采用這種溝道結(jié)構(gòu)的FET可以稱為FinFET。鰭片使用垂直溝道結(jié)構(gòu)，以最大化暴露于柵極的溝道的表面積。柵極更有力地控制溝道，因為它在溝道的多個側(cè)面(表面)上延伸。在一些器件中，柵極可以完全包圍溝道，即懸掛的溝道穿過柵極并且溝道的所有表面都暴露在柵極中。制造多柵極FET的一個挑戰(zhàn)是與傳統(tǒng)平面FET相比固有的高寄生電容。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個實施例，提供了一種用于減小半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的寄生電容的方法。該方法包括在襯底上形成鰭片結(jié)構(gòu)，在鰭片結(jié)構(gòu)和襯底之間形成第一源極/漏極區(qū)，在鰭片結(jié)構(gòu)附近形成第一間隔物，在第一源極/漏極區(qū)附近形成第二間隔物和使暴露區(qū)域中的第一源極/漏極區(qū)凹陷。該方法還包括在凹陷的第一源極/漏極區(qū)的暴露區(qū)域內(nèi)形成淺溝槽隔離(STI)區(qū)，在STI區(qū)域上方沉積底部間隔物，在底部間隔物上方形成金屬柵極堆疊，在金屬柵極堆疊上沉積頂部間隔物，切割金屬柵極堆疊，在鰭片結(jié)構(gòu)上形成第二源極/漏極區(qū)；和形成觸點，使得STI區(qū)在金屬柵極堆疊和第一源極/漏極區(qū)之間延伸一段長度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于降低寄生電容的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括：在襯底上形成的鰭片結(jié)構(gòu)；在鰭片結(jié)構(gòu)和襯底之間形成的第一源極/漏極區(qū)；在鰭片結(jié)構(gòu)附近形成的第一間隔物；在第一源極/漏極區(qū)附近形成的第二間隔物，其中第一源極/漏極區(qū)在暴露區(qū)域中凹陷；在凹陷的第一源極/漏極區(qū)的暴露區(qū)域內(nèi)形成的淺溝槽隔離(STI)區(qū)；在STI區(qū)上方沉積的底部間隔物；在底部隔離物上形成的金屬柵極堆疊；在金屬柵極堆疊上沉積的頂部間隔物，金屬柵極堆疊被切割；在鰭片結(jié)構(gòu)上形成的第二源極/漏極區(qū)；和形成的觸點，其使STI區(qū)在金屬柵極堆疊和第一源極/漏極區(qū)之間延伸一段長度。

應(yīng)注意，參考不同的主題描述了示例性實施例。具體地，參考方法類型權(quán)利要求描述了一些實施例，并已經(jīng)參考裝置類型權(quán)利要求描述了其他實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以上和以下描述中收集，除非另有通知，否則除了屬于一種類型主題的特征的任何組合之外，被認(rèn)為在本文檔中描述還涉及與不同主題相關(guān)的特征之間的任何組合，特別地，方法類型權(quán)利要求的特征與裝置類型權(quán)利要求的特征之間。

從以下對其說明性實施例的詳細(xì)描述中，這些和其他特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其將結(jié)合附圖來閱讀。

附圖說明

本發(fā)明將參考以下附圖在優(yōu)選實施例的以下描述中提供細(xì)節(jié)，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明在半導(dǎo)體襯底上形成的鰭片的透視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖1結(jié)構(gòu)的透視圖，其中鰭片被切割；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的圖2結(jié)構(gòu)的透視圖，其中執(zhí)行切割以形成有源區(qū)；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的圖3結(jié)構(gòu)的橫截面圖，示出了沿軸線A-A'穿過鰭片的橫截面圖；