[发明专利]一种鳍型场效应晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，更具体地涉及鳍型场效应晶体管的制造方法

背景技术

鳍型场效应晶体管(FinFET)的结构包括用于沟道的很薄的垂直半导体层(鳍片(Fin))，并具有两个栅极，沟道的每一侧上各有一个，这里使用的术语“鳍片”表示用作FET的体区(body)的半导体材料。两个栅极电学地相连接，使得他们用于调制沟道。由于两个栅极非常有效地终止了漏极场线，防止在沟道的源级端受到漏极电势的影响，在这种结构中短沟道效应可以被极大地遏制。

在先进技术节点技术中，当鳍型场效应晶体管器件的鳍片形状固定的情况下，该器件的ION性能与鳍片的密度成正比例的关系，鳍片密度与鳍片间距成反比例关系，而鳍片的间距受到半导体制造工艺中光刻分辨率的限制。

在FinFET的制造流程中包括采用绝缘体上硅(SOI)和体硅作为衬底，在SOI衬底中，由于掩埋氧化层的存在，相邻的鳍是完全相互隔离的，不需要额外的隔离措施。在体硅衬底中，由于体硅晶片不是隔离的，锗硅/硅不仅在鳍片周围也会在鳍片之间生长，所以与采用绝缘体上硅(SOI)基片相比，硅/锗硅多层选择性外延技术(SEG)、化学机械研磨技术(CMP)或去除程序不能够直接用在体硅晶片上。

由于存在上述问题，本领域急需一种制造具有良好ION性能的高密度鳍型场效应晶体管的方法。

发明内容

本发明内容部分引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进行详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种制造鳍型场效应晶体管的方法，从而可以在以体硅为衬底的基础上得到有高密度鳍片的鳍型场效应晶体管。为达到上述目的，本发明中的技术方案是这样实现的：

一种在体硅上形成高密度鳍型场效应晶体管的方法，包括：

在体硅上形成多个鳍片晶种；

薄化所述鳍片晶种；

在所述多个鳍片晶种之间形成隔离区以隔离所述多个鳍片晶种；

在所述鳍片晶种和所述隔离区上交替形成多个锗硅层和硅层；

进行化学机械研磨处理以露出所述鳍片晶种；

除去所述锗硅层。

其中，所述形成鳍片晶种的方法是光刻/蚀刻；所述薄化鳍片的方法是氧化和氧化去除，所述氧化和氧化去除的方法也用来去除所述蚀刻的瑕疵；在所述多个鳍片晶种中之间形成隔离区的方法包括浅沟道隔离沉积、化学机械研磨以及回蚀刻的步骤；所述的交替形成多个锗硅层和硅层方法包括多层锗硅/硅选择性外延技术；所述锗硅层与所述硅层的厚度比可以是任何比例。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现了在体硅上形成高密度鳍型场效应晶体管，并且所形成的场效应晶体管具有良好的ION性能。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的一个实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1-8是本发明实施例中部分地完成的鳍型场效应晶体管的剖面图。

具体实施方式

本发明一般地涉及半导体器件，更具体地涉及FinFET元件和制造FinFET元件(例如，器件或器件的部分)的方法。然而，可以理解的是，本发明提供了具体的实施例作为例子以教导较广的发明构思，本领域技术人员能够容易地将本发明的教导应用于其他方法和设备。另外，可以理解的是，本发明中讨论的方法和设备包括一些传统的结构和/或工艺。因为这些结构和工艺是本领域所公知的，所以仅在一般级别的细节进行了讨论。另外，为了方便和示例的目的，在附图中重复使用参考符号，这样的重复不指示附图中的特征或步骤的任何必需的组合。在本发明中采用的术语FinFET器件，包括任何鳍基、多栅晶体管。FinFET元件可以包括FinFET器件(如晶体管)或其任何部分(如鳍)。另外，虽然以下实施例中所描述为基于Si的FinFET元件，但是本领域技术人员将认识到本发明可以应用于其他化学组分的FinFET。

接下来，将结合附图更加完整地描述本发明，附图中示出作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。自始至终相同附图标记表示相同的元件。本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。