[发明专利]鳍式场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应晶体管，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底上的绝缘层，所述绝缘层中形成有沿平行于半导体衬底的第一方向的凹槽；

填充于所述凹槽中的半导体层；

位于所述半导体层上的鳍；

沿平行于半导体衬底的第二方向覆盖于所述鳍上的栅极结构，所述第二方向与所述第一方向垂直；

沿平行于半导体衬底的第一方向位于所述鳍两侧、位于所述半导体层上的源极和漏极；

其中，所述半导体层的材料与所述鳍的材料不同。

2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述半导体层的材料与所述半导体衬底的材料不同。

3.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述鳍的材料为硅，所述半导体层为硅锗。

4.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述鳍为具有应力的硅。

5.如权利要求4所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述晶体管为NMOS，所述源极和漏极为N型掺杂硅，所述半导体衬底为P型体硅，所述半导体层为P型硅锗，所述鳍为P型具有应力的硅。

6.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述栅极结构包括依次覆盖于所述鳍上的栅极介质层和栅极。

7.如权利要求6所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述栅极结构还包括包围所述栅极介质层和栅极的侧墙。

8.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述绝缘层为氧化硅或氮化硅。

9.一种鳍式场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

依次在所述半导体衬底上沉积第一半导体材料和第二半导体材料，所述第一半导体材料与所述第二半导体材料的材料不同；

依次图形化所述第二半导体材料、第一半导体材料，以分别形成鳍和半导体层，所述半导体层和鳍为沿平行于半导体衬底的第一方向的条状半导体层；

在半导体层和鳍露出的半导体衬底上沉积绝缘材料；

去除部分绝缘材料，使剩余绝缘材料与所述半导体层齐平，以形成绝缘层；

在所述鳍上形成栅极结构；

掺杂所述栅极结构露出的、位于所述栅极结构两侧的鳍，以形成源极和漏极。

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述第一半导体材料与所述半导体衬底的材料不相同。

11.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底为体硅。

12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第一半导体材料为硅锗，在半导体衬底上沉积第一半导体材料的步骤包括：通过外延工艺在所述体硅衬底上形成硅锗。

13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述第二半导体材料为硅，在第一半导体上沉积第二半导体材料的步骤包括：通过外延工艺在所述第一半导体材料上形成具有应力的硅。

14.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，图形化所述第二半导体材料、第一半导体材料的步骤包括：

以所述第一半导体材料为蚀刻停止层，通过第一蚀刻工艺图形化所述第二半导体材料；

之后，以所述半导体衬底为蚀刻停止层，通过第二蚀刻工艺图形化所述第一半导体材料。

15.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，沉积绝缘材料的步骤包括：

在半导体层和鳍露出的半导体衬底上沉积绝缘材料直至所述绝缘材料覆盖于所述鳍上；

通过平坦化工艺去除多余的绝缘材料，直至剩余绝缘材料与所述鳍齐平。

16.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述绝缘材料为氧化硅或氮化硅，所述沉积绝缘材料的步骤包括：通过化学气相沉积的方法沉积所述绝缘材料。

17.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，去除部分绝缘材料，以形成绝缘层的步骤包括：通过第三蚀刻工艺去除部分绝缘材料，所述第三蚀刻工艺去除绝缘材料的速率大于去除鳍的速率。

18.如权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述绝缘材料为氧化硅，所述鳍为硅，所述第三蚀刻工艺为以三氟化氮为蚀刻气体的等离子体蚀刻。