[发明专利]鳍式晶体管结构及其制作方法

权利要求书

1.一种鳍式晶体管结构，包括在半导体衬底上形成的鳍，

其中，该鳍中用作所述晶体管结构的沟道区的部位通过绝缘体材料与衬底接触，而该鳍的其余部位通过体半导体材料与衬底接触。

2.如权利要求1所述的鳍式晶体管结构，其中，所述用作沟道区的部位位于该鳍式晶体管结构的栅极区之下。

3.如权利要求1或2所述的鳍式晶体管结构，其中，所述体半导体材料包括Ge、SiGe、SiC和GaAs之一。

4.如权利要求1或2所述的鳍式晶体管结构，其中，所述绝缘体材料包括SiO₂、SiN或高k材料。

5.如权利要求2所述的鳍式晶体管结构，其中，栅极区包括栅电极，该栅电极通过栅极绝缘层与鳍相交。

6.如权利要求5所述的鳍式晶体管结构，其中，栅极绝缘层包括SiO₂、SiON、或高k材料。

7.如权利要求5或6所述的鳍式晶体管结构，其中，栅电极包括多晶硅栅电极或金属栅电极。

8.如权利要求7所述的鳍式晶体管结构，其中，所述金属栅电极包括TiN、TiAlN、或TaN。

9.一种制作鳍式晶体管结构的方法，包括：

在衬底上形成鳍，其中，在该鳍中将充当晶体管结构的沟道区的部位与衬底之间形成绝缘体材料，而在该鳍的其余部位与衬底之间形成体半导体材料；以及

以上述形成有鳍的衬底为基础，制作晶体管结构。

10.如权利要求9所述的方法，其中，在衬底上形成鳍的步骤包括：

在所述衬底上依次形成所述体半导体材料的层、鳍主体材料的层；

将所述体半导体材料的层和所述鳍主体材料的层构图为与将要形成的鳍相对应的图案；

在衬底包括所形成的图案上，形成刻蚀保护层；

对所述刻蚀保护层进行构图，在与将要形成的栅极区相对应的部位处去除该刻蚀保护层，而在其余部位处并不去除该刻蚀保护层；

对经过上述处理的衬底进行选择性刻蚀，以去除所述与将要形成的栅极区相对应的部位处位于鳍主体材料层之下的所述体半导体材料；

以所述绝缘体材料填充所述鳍主体材料层之下的通过上述选择性刻蚀而导致的空间；以及

去除所述刻蚀保护层。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述体半导体材料包括Ge、SiGe、SiC和GaAs之一，以及所述鳍主体材料包括Si。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述绝缘体材料包括SiO₂、SiN或高k材料。

13.如权利要求10所述的方法，其中，所述刻蚀保护层包括SiN。

14.如权利要求9所述的方法，其中，以形成有鳍的衬底为基础制作晶体管结构的步骤包括：

在形成有鳍的衬底上形成缓冲层；

在缓冲层上形成阻挡层；

在阻挡层上形成隔离层，并对该隔离层进行化学机械抛光，直至露出阻挡层；

去除鳍顶部的阻挡层，并去除一部分隔离层使隔离层凹入；

对鳍两侧的阻挡层以及阻挡层两侧的一部分隔离层进行刻蚀；

对露出的缓冲层位于与将要形成的栅极区相对应的部位进行刻蚀，以露出鳍主体；

在露出的鳍主体上形成栅极绝缘层；以及

在与将要形成的栅极区相对应的位置形成栅电极。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述缓冲层包括SiO₂。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述阻挡层包括SiN。

17.如权利要求14所述的方法，其中，所述隔离层包括SiO₂。

18.如权利要求14所述的方法，其中，所述栅极绝缘层包括SiO₂、SiON、或高k材料。

19.如权利要求14所述的方法，其中，所述栅电极包括多晶硅栅电极或金属栅电极。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述金属栅电极包括TiN、TiAlN、或TaN。