[发明专利]鳍片FET器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种鳍片FET器件。本发明还涉及一种制造鳍片FET器件的方法。

背景技术

鳍片FET晶体管是用于下一代CMOS技术的候选者。典型地，常规鳍片FET器件具有SOI衬底、鳍片以及栅极，并具有在衬底与鳍片之间的氧化物层。这样的常规器件在衬底与鳍片之间缺少体连接，这会导致难以控制浮体电压。

在本领域中提出的用于解决浮体电压困难的鳍片FET器件在衬底与鳍片之间采用了沿鳍片的整个长度范围的体连接。虽然解决了浮体电压的困难，但是在栅极之外的鳍片区域内却产生了不希望的水平的电流泄漏。

所以希望具有这样的鳍片FET器件，该鳍片FET器件基本上既不存在浮体电压控制问题也基本上不存在电流泄漏。

发明内容

根据本发明，提供了一种鳍片FET器件。所述器件具有硅衬底、第一氧化物层、第二氧化物层、氮化物层以及多晶硅栅极。所述硅衬底限定了平面体、中间体以及鳍片。所述平面体、所述中间体以及所述鳍片是连接为一体的。所述中间体连接所述平面体和所述鳍片。所述平面体通常在所述中间体的周围延伸。所述鳍片基本上被设置为从所述衬底的第一侧延伸到所述衬底的相对的第二侧。所述鳍片基本上被设置为垂直于所述平面体。所述鳍片具有上表面。所述第一氧化物层位于所述平面体上，并在所述平面体与所述鳍片之间。所述第一氧化物层基本上在所述中间体的周围延伸。所述第二氧化物层位于所述鳍片的所述上表面的中间部分上。所述氮化物层位于所述第二氧化物层上。所述多晶硅栅极位于所述第一氧化物层上，并基本上从所述衬底的第三端延伸到第四端。邻近所述鳍片的所述上表面的所述中间部分设置所述栅极延伸跨过所述鳍片、所述第二氧化物层以及所述氮化物层。

根据本发明，还提供了一种用于制造鳍片FET器件的方法。所述方法具有下列步骤：a)提供硅衬底；b)在所述衬底上形成第一氧化物层；c)在所述第一氧化物层上形成氮化物层；d)在所述氮化物层上形成第一光致抗蚀剂层；e)蚀刻所述氮化硅层的部分并剥离所述第一光致抗蚀剂层的部分以生成所述氮化硅层和所述光致抗蚀剂层的单个的鳍片，所述单个的鳍片从所述衬底的第一侧延伸到所述衬底的相对的第二侧；f)在所述衬底的第三侧和相对的第四侧处将氧注入到所述衬底中，以形成从所述衬底的所述第一侧延伸到所述衬底的所述第二侧的两个平行的氧化物区域，所述两个平行的氧化物区域被所述衬底的分离区域所分离，所述分离区域从所述第一侧延伸到所述第二侧，并且基本上没有受到注入；g)从所述氮化物层蚀刻掉所述第一光致抗蚀剂层；h)退火所述衬底，以在所述衬底内掩埋所述氧化物区域；i)向下蚀刻掉邻近所述第三和第四侧的所述衬底的部分至所述掩埋的氧化物区域，以产生矩形、垂直延伸的衬底鳍片和所述氮化物层；j)在所述鳍片的所述上表面上形成第二氧化物层；k)在所述氧化物区域和所述第二氧化物层的上表面上形成导电层，其中所述导电层具有暴露的表面；l)在由所述第三侧延伸到所述第四侧的所述导电层的中间部分处将光刻图形印刻(imprinting)到所述导电层的暴露的表面；m)在所述光刻图形上形成第二光致抗蚀剂层；n)蚀刻掉所述第二光致抗蚀剂层未覆盖的所述导电层的部分和所述氮化物层的部分；o)注入氧以将在所述第一和第二侧处的部分所述分离区域形成为氧化物，从而形成相对的各氧化物子区域和内部子区域，在所述内部子区域中基本上没有氧化物形成并且所述内部子区域与所述衬底的剩余部分是连接为一体的；p)蚀刻掉所述第二光致抗蚀剂层；以及q)退火所述衬底以在所述衬底内掩埋所述氧化物子区域。

附图说明

图1示出了表示根据本发明的鳍片FET器件的透视图；

图2示出了图1的器件的分解视图；

图3示出了沿线3-3截取的图1的器件的截面视图；

图4示出了沿线4-4截取的图1的器件的截面视图；

图5示出了透视图，其表示根据本发明制造鳍片FET器件的第一步骤，提供具有在其上形成的氮化物层的体硅衬底；

图6示出了制造鳍片FET器件的第二步骤的透视图，在氧化物层上形成氮化物层，在氮化物层上形成光致抗蚀剂层，并蚀刻氮化物和光致抗蚀剂层以生成单个的鳍片；

图7示出了制造鳍片FET器件的第三步骤的透视图，将氧注入到衬底的中间部分中以形成两个平行的氧化物区域；

图8示出了制造鳍片FET器件的第四步骤的透视图，蚀刻以去除光致抗蚀剂层并退火以掩埋氧化物区域；

图9示出了制造鳍片FET器件的第五步骤的透视图，向下蚀刻掉部分衬底至掩埋氧化物区域以产生硅和氮化物的鳍片；