[发明专利]鳍片式场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种制造鳍片式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：

在半导体衬底上形成图案化的硬掩模；

形成伪栅以包覆所述硬掩模的在待形成的沟道区正上方的部分；

利用所述硬掩模和所述伪栅作为掩模，刻蚀所述半导体衬底；

在所述半导体衬底的暴露的表面上选择性生长锗硅或碳硅；

去除所述伪栅，从而暴露所述硬掩模的在待形成的沟道区正上方的部分和在所述伪栅下方的部分半导体衬底；

利用所述硬掩模的暴露的所述部分作为掩模，刻蚀暴露的所述部分半导体衬底以形成所述鳍片式场效应晶体管的沟道区；以及

形成所述鳍片式场效应晶体管的栅极结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体衬底是硅衬底或者绝缘体上硅衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性生长锗硅或碳硅的步骤包括：选择性生长锗硅，其中所述锗硅中的锗浓度为10-45mol％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性生长锗硅或碳硅的步骤包括：选择性生长碳硅，其中所述碳硅中的碳浓度为1-4mol％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述伪栅包括自下而上依次堆叠的氧化物层、硅氮化物层和硅氧化物层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述硬掩模由硅氮化物构成，以及所述方法在选择性生长锗硅或碳硅之后还包括如下步骤：

沉积硅氮化物；

刻蚀所述硬掩模和所述硅氮化物，直到仅在所述伪栅的两个相对的侧面留下部分硅氮化物以作为间隔件；

沉积层间电介质层，并且回刻所述层间电介质层直到所述伪栅的硅氧化物层被去除；

沉积非晶硅，并且执行平坦化处理以露出所述伪栅的硅氮化物层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中形成所述鳍片式场效应晶体管的栅极结构的步骤包括：

去除所述硬掩模和所述间隔件；

沉积高k电介质层；

沉积金属栅极；以及

执行平坦化处理，以使得所述栅极结构与所述层间电介质层的顶面平坦。

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法在选择性生长锗硅或碳硅之后并且在去除所述伪栅之前还包括：

形成层间电介质层以仅暴露所述伪栅的顶部。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成层间电介质层以仅暴露所述伪栅的顶部的步骤包括：

沉积层间电介质层；并且

回刻所述层间电介质层直到暴露所述伪栅为止。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法在选择性生长锗硅或碳硅之后并且在去除所述伪栅之前还包括：

去除所述硬掩模的未被所述伪栅包覆的部分，以及在所述伪栅的两个相对的侧面形成间隔件；以及

形成层间电介质层以仅暴露所述伪栅和所述间隔件的顶部。

11.根据权利要求10所述的方法，其中形成所述鳍片式场效应晶体管的栅极结构的步骤包括：

去除所述硬掩模和所述间隔件；

沉积高k电介质层；

沉积金属栅极；以及

执行平坦化处理，以使得所述栅极结构与所述层间电介质层的顶面平坦。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述高k电介质层包括铪氧化物，所述金属栅极包括钽氮化物和钨的叠层。

13.根据权利要求1所述的方法，其中刻蚀所述半导体衬底以形成沟道区的步骤包括：通过反应离子刻蚀来刻蚀所述半导体衬底。

14.根据权利要求1所述的方法，其中选择性生长锗硅或碳硅的步骤包括：选择性外延生长锗硅或碳硅。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在选择性生长锗硅之后，执行氧化操作，以便使锗硅中的部分硅被氧化为硅氧化物。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在执行氧化操作之后，去除所述锗硅的顶面的硅氧化物，并且在所述锗硅的顶面上形成硅化物。