[发明专利]鳍状场效晶体管及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种鳍状场效晶体管(FinFET)及其工艺，且特别涉及一种鳍状场效晶体管(FinFET)及其工艺，其通过进行处理工艺，改变场效晶体管中的金属层的物理特性或化学特性。

背景技术

在已知半导体产业中，多晶硅广泛地应用于半导体元件如金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)晶体管中，作为标准的栅极填充材料选择。然而，随着MOS晶体管尺寸持续地微缩，传统多晶硅栅极因硼穿透(boron penetration)效应导致元件效能降低，及其难以避免的耗尽效应(depletion effect)等问题，使得等效的栅极介电层厚度增加、栅极电容值下降，进而导致元件驱动能力的衰退等困境。因此，半导体业界更尝试以新的栅极填充材料，例如利用功函数(work function)金属来取代传统的多晶硅栅极，而形成金属栅极，用以作为匹配高介电常数(High-K)栅极介电层的控制电极。

然而，随着半导体元件的发展，其规格及性能的要求亦日益严苛。在各种工艺限制、各材料特性限制以及半导体元件的尺寸限制下，如何再提升金属栅极的电性，例如金属栅极的临限电压等，以达到所欲的半导体元件的规格，为当前面临的难题。

发明内容

本发明提出一种鳍状场效晶体管(FinFET)及其工艺，其通过进行处理工艺，改变场效晶体管中的金属层的物理特性或化学特性，以提升例如金属层的临限电压等场效晶体管的电性。

本发明提供一种鳍状场效晶体管(FinFET)工艺，包括下述步骤。首先，提供基底。接着，形成第一鳍状场效晶体管以及第二鳍状场效晶体管于基底上，其中第一鳍状场效晶体管包括第一金属层，而第二鳍状场效晶体管包括第二金属层。然后，进行处理工艺于第一金属层，以改变第一鳍状场效晶体管的临限电压。

本发明提供一种场效晶体管，包括具有相同导电性的第一鳍状场效晶体管以及第二鳍状场效晶体管位于基底上，其中第一鳍状场效晶体管包括第一金属层，第二鳍状场效晶体管包括第二金属层，而第一金属层以及第二金属层为相同的材料但不同的厚度。

本发明提供一种场效晶体管，包括具有相同导电性的第一鳍状场效晶体管以及第二鳍状场效晶体管位于基底上，其中第一鳍状场效晶体管包括第一金属层，第二鳍状场效晶体管包括第二金属层，而第一金属层以及第二金属层为不同的材料。

基于上述，本发明提供一种鳍状场效晶体管及其工艺，其进行处理工艺于二或二个以上的鳍状场效晶体管中的至少的一者，以个别改变各鳍状场效晶体管中的金属层的物理特性或化学特性，进而改变鳍状场效晶体管的临限电压等整体电性参数。

附图说明

图1-2绘示本发明实施例的鳍状场效晶体管工艺的立体图。

图3-10绘示沿着图2的AA’剖面线与BB’剖面线所视的鳍状场效晶体管工艺的剖面示意图。

附图标记说明

110：基底                             112：绝缘结构

120、120’：第一鳍状场效晶体管        124：第一鳍状结构

130、130’：第二鳍状场效晶体管        134：第二鳍状结构

142：介电层                           144：电极层

146：盖层                             148：间隙壁

149：源/漏极区                        150：层间介电层

162：缓冲层                           164：介电层

172：底阻障层                         174：第一功函数层

176：第二功函数层                     178：顶阻障层

180：低电阻率材料                     C、D：区域

P：掩模层                             P1、P2、P3：处理工艺

R：凹槽

具体实施方式

图1-2绘示本发明实施例的鳍状场效晶体管工艺的立体图。如图1所示，首先，提供基底110。然后，形成第一鳍状场效晶体管120’以及第二鳍状场效晶体管130’于基底110上。