[发明专利]用于制造具有不同阈值电压的FinFET的系统和方法

说明书

技术领域

本公开中描述的技术总的来说涉及半导体器件，且更具体地，涉及半导体器件的制造。

背景技术

FinFET是场效应晶体管，其通常包括从衬底伸出的半导体材料的类似鳍的有源区。该鳍通常包括源极区和漏极区，鳍的区域由浅沟槽隔离(STI)分开。FinFET还包括位于源极区和漏极区之间的栅极区。栅极区通常在鳍的顶面和侧面上形成以围绕鳍。鳍内的沟道区通常在源极区和漏极区之间的栅极区下方延伸。与平面器件相比，FinFET通常具有更好的短沟道效应(SCE)以实现持续缩放，并且具有更大的沟道宽度以产生更高的驱动电流。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种在衬底上制造半导体器件的方法，所述方法包括：在所述衬底上形成第一鳍结构；在所述衬底上形成第二鳍结构；在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构上形成第一半导体材料；在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构上的所述第一半导体材料上形成第二半导体材料；氧化所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料以形成第一氧化物；去除所述第一鳍结构上的所述第二半导体材料；在所述第一鳍结构上形成第一介电材料和第一电极；以及在所述第二鳍结构上形成第二介电材料和第二电极。

根据本发明的一个实施例，氧化所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料以形成所述第一氧化物包括：部分地氧化所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料以形成所述第一氧化物。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：在去除所述第一鳍结构上的所述第二半导体材料之后，去除所述第一鳍结构上的部分所述第一半导体材料。

根据本发明的一个实施例，其中：所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料包括凸形部分；以及所述第一介电材料和所述第一电极在剩余第一半导体材料的所述凸形部分上形成。

根据本发明的一个实施例，其中：所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料包括侧面部分和中间部分；以及通过氧化所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料的所述侧面部分形成所述第一氧化物。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：部分地氧化所述第二鳍结构上的所述第一半导体材料以形成第二氧化物。

根据本发明的一个实施例，氧化所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料以形成所述第一氧化物包括：完全氧化所述第一鳍结构上的所述第一半导体材料以形成所述第一氧化物。

根据本发明的一个实施例，其中：所述第一鳍结构包括凹形部分；以及所述第一介电材料和所述第一电极在所述第一鳍结构的所述凹形部分上形成。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：完全氧化所述第二鳍结构上的所述第一半导体材料以形成第二氧化物。

根据本发明的一个实施例，所述第二介电材料和所述第二电极在所述第二鳍结构上的所述第二半导体材料上形成。

根据本发明的一个实施例，其中：所述第一鳍结构与具有第一阈值电压的第一器件相关；以及所述第二鳍结构与具有第二阈值电压的第二器件相关，所述第二阈值电压不同于所述第一阈值电压。

根据本发明的一个实施例，所述第一半导体材料包括以下至少其一：硅、锗、硅锗和III-V材料。

根据本发明的一个实施例，所述第二半导体材料包括以下至少其一：硅、锗、硅锗和III-V材料。

根据本发明的一个实施例，与所述第二半导体材料相关的第二氧化速率小于与所述第一半导体材料相关的第一氧化速率。

根据本发明的另一方面，提供了一种物品，包括：

第一器件，包括：衬底上的第一鳍结构、所述第一鳍结构上的第一半导体材料、所述第一半导体材料上的第一介电材料以及所述第一介电材料上的第一电极；以及

第二器件，包括：所述衬底上的第二鳍结构、所述第二鳍结构上的第二介电材料和所述第一半导体材料、所述第二介电材料和所述第一半导体材料上的第二半导体材料、所述第二半导体材料上的第三介电材料以及所述第三介电材料上的第二电极；

其中，所述第二介电材料对应于所述第一半导体材料的氧化物。

根据本发明的一个实施例，其中：所述第一半导体材料包括凸形部分；以及所述第一介电材料在所述第一半导体材料的所述凸形部分上形成。

根据本发明的一个实施例，所述第二介电材料围绕所述第一半导体材料。

根据本发明的又一方面，提供了一种物品，包括：

第一器件，包括：衬底上的第一鳍结构、所述第一鳍结构上的第一介电材料以及所述第一介电材料上的第一电极；