[发明专利]致密山形鳍状场效应晶体管以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体结构和半导体加工领域；更具体地，本发明涉及山形(chevron)finFET器件以及制造finFET器件的方法。

背景技术

finFET是一种场效应晶体管(FET)，其中FET的主体是单晶半导体材料的块或者鳍状物，并且栅极形成在该鳍状物的侧壁上。山形finFET是一种finFET，其中N沟道finFET(NfinFET)和P沟道finFET(PfinFET)形成在同一单晶衬底上但彼此以一角度形成，以便利用单晶半导体衬底的不同平面中NFET和PFET反型载流子迁移率的差异。由于NfinFET或者PfinFET中仅仅一种类型的finFET可以由山形finFET器件的制作中使用的掩模上的正交图像(相对于矩形集成电路芯片的侧面)而形成，因此迫不得已，不是NfinFET就是PfinFET必需由非正交图像而形成。不但非正交掩模图像至衬底上光致抗蚀剂层的精确转移难以控制，而且对于非正交图像出现了对于正交图像不会出现的各种光学像差，从而阻碍了用以增加当前制造方案可以实现的山形finFET的密度的方法学。

因此，需要一种致密山形finFET器件和制造致密山形finFET器件的方法。

发明内容

一种用于形成finFET的方法，包括：利用第一掩模限定finFET的第一鳍状物，以及利用第二掩模限定finFET的第二鳍状物。一种finFET结构包括：一体化的第一和第二鳍状物，该第一和第二鳍状物是单晶半导体材料，并且该第一和第二鳍状物的纵轴在相同晶向上对准但彼此偏移。一种用于使用两个鳍状物掩模形成finFET的对准过程包括：同时将栅极掩模上的对准标记与对准目标对准，所述对准目标由用于限定第一鳍状物的第一掩模和用于限定第二鳍状物的第二掩模分离地形成。

本发明的第一方面是一种方法，包括：提供衬底，该衬底具有形成于体衬底的顶部表面上的绝缘层以及形成在该绝缘层的顶部表面上的单晶半导体层；将第二光掩模上的第二鳍状物图案与第一光掩模上的第一鳍状物图案对准，第一鳍状物图案具有第一和第二末端，第二鳍状物图案具有第一和第二末端；在半导体层中形成第一finFET的鳍状物，第一finFET的鳍状物由第一鳍状物图案限定；以及在半导体层中形成第二finFET的鳍状物，第二finFET的鳍状物通过第二鳍状物图案限定。

本发明的第二方面是一种结构，包括：衬底，具有形成在体衬底的顶部表面上的绝缘层；单晶半导体第一鳍状物，位于绝缘层的顶部表面上，第一鳍状物具有第一和第二末端；单晶半导体第二鳍状物，位于绝缘层的顶部表面上，第二鳍状物具有第一和第二末端；单晶硅块，位于第一鳍状物的第二端部和第二鳍状物的第一端部之间，该单晶硅块与第一和第二鳍状物一体化并与第一鳍状物具有相同的晶体结构；第一鳍状物的晶面大致垂直于第一鳍状物的顶部表面；第一鳍状物的纵轴和第二鳍状物的纵轴大致平行于晶面和第一鳍状物的顶部表面；以及第一鳍状物的纵轴和第二鳍状物的纵轴在大致垂直于晶面的方向上偏移。