[发明专利]FinFET及其形成方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及以下共同转让的美国专利申请：专利申请No.13/346,411，代理机构案号No.TSM11-1163，并且名为“FinFETs and the Methods for Forming the Same”，其申请结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种FinFET及其形成方法。

背景技术

随着集成电路的尺寸的持续降低和对集成电路速度需求的持续增长，晶体管需要以较小的尺寸具有较高的驱动电流。由此开发了鳍状场效应晶体管(FinFET)。FinFET晶体管具有增加的沟道宽度。沟道宽度的增加通过形成包括在鳍状件的侧壁上的部分和在鳍状件的顶面上的部分的沟道而获得。FinFET可为双栅极FET，其包括在相应鳍状件的侧壁上的沟道，但在相应鳍状件的顶面上不存在沟道。FinFET还可为三栅极FET，其包括在相应鳍状件的侧壁和顶面上的沟道。由于晶体管的驱动电流正比于沟道宽度，因此FinFETs的驱动电流得到增加。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括：在第一半导体鳍状件的中部的侧壁上形成栅极电介质；在所述栅极电介质上方形成栅电极，其中，所述栅电极包括位于所述第一半导体鳍状件的中部上方并且与所述第一半导体鳍状件的中部对准的部分，其中，第二半导体鳍状件位于所述栅电极的第一侧上，并且不延伸到所述栅电极下方，并且其中，所述第一半导体鳍状件和所述第二半导体鳍状件相互间隔开并且相互平行；蚀刻所述第一半导体鳍状件的第一端部和所述第二半导体鳍状件；执行外延，以形成第一外延区，其中，所述外延区包括：第一部分，延伸到由经过蚀刻的所述第一半导体鳍状件的第一端部留下的第一间隔中；以及第二部分，延伸到由经过蚀刻的所述第二半导体鳍状件留下的第二间隔中，其中，所述第一部分和所述第二部分相互结合，以形成所述第一外延区；以及在所述第一外延区中形成第一源极/漏极区。

在该方法中，还包括：蚀刻第三半导体鳍状件和所述第一半导体鳍状件的第二端部，其中，所述第三半导体鳍状件位于与所述第一侧相对的所述栅电极的第二侧上，其中，所述第二半导体鳍状件和所述第三半导体鳍状件与平行于所述第一半导体鳍状件的直线对准，并且其中，所述第二半导体鳍状件和所述第三半导体鳍状件相互分离；在由经过蚀刻的所述第一半导体鳍状件的第二端部和经过蚀刻的所述第三半导体鳍状件留下的间隔中生长第二外延区；以及在所述第二外延区中形成第二源极/漏极区。

在该方法中，还包括：形成所述第一半导体鳍状件和所述第二半导体鳍状件包括：将半导体衬底凹进，以形成半导体带状件和位于所述半导体带状件之间的沟槽；填充所述沟槽，以在所述半导体衬底中形成浅沟槽隔离(STI)区；以及将所述STI区凹进，其中，所述半导体带状件位于所述STI区的顶面上方的部分形成所述第一半导体鳍状件、所述第二半导体鳍状件和所述第三半导体鳍状件，并且其中，所述第二半导体鳍状件和所述第三半导体鳍状件相互间隔开。

在该方法中，还包括：在形成所述栅极电介质和所述栅电极的步骤之前，蚀刻附加半导体鳍状件的中部，以将所述附加半导体鳍状件分为两部分，其中，所述附加半导体鳍状件的剩余部分形成所述第二半导体鳍状件。

在该方法中，所述第一半导体鳍状件和所述附加半导体鳍状件具有基本相同的长度。

在该方法中，在蚀刻所述附加半导体鳍状件的步骤期间，所述第一半导体鳍状件被蚀刻掩模覆盖。

在该方法中，所述栅极电介质和所述栅电极延伸在多个半导体鳍状件的顶面和侧壁上方。

在该方法中，所述第一半导体鳍状件和位于所述第一半导体鳍状件下面的半导体衬底由相同材料形成。