[发明专利]鳍型场效应晶体管的鳍及其制备方法

说明书

各实施例针对一种富化和电隔离FinFET的鳍的方法。该方法包含形成至少一个鳍。该方法进一步包含在第一组条件下形成所述至少一个鳍的富化的上部。该方法进一步包含在第二组条件下从所述至少一个鳍的富化的下部形成电隔离区，其中，所述在第一组条件下的形成与所述在第二组条件下的形成是时间间隔的。该方法进一步包含与所述第二组条件分开来控制所述第一组条件。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，更具体来说，涉及具有底部介电质隔离的富化的、高迁移率的应变硅锗鳍的形成。

背景技术

典型的半导体器件是用晶片的有源区形成的。有源区由用于分离和电气隔离相邻的半导体器件的隔离区界定。例如，在一个具有多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的集成电路中，每个MOSFET都有在一个半导体层的有源区中、通过该在半导体材料层的注入n型或p型杂质而形成的一个源极和一个漏极。设置在源极和漏极之间的是一个沟道(体)区。设置在体区之上的是一个栅极(gate electrode)。栅极与体由一个栅极介电质层隔开。

一个特别有利的MOSFET类型通常称为鳍型场效应晶体管(FinFET)。FinFET的基本电布局和操作模式并非不同于传统的场效应晶体管。有一个源极触电和一个漏极触点、以及一个用于控制源极至漏极的电流流动的栅极。然而，与平面MOSFET相比而言，源极、漏极和沟道是以半导体衬底顶部上的三维条(bar)的形式构造的。三维条通常被称为“鳍”，被作为器件的体。然后将栅极包裹在鳍的顶部和侧面，鳍的位于栅极之下的部分起着沟道的作用。源极和漏极区域是位于沟道的任一侧的不在栅极以下的鳍的部分。鳍的大小寸确立了晶体管的有效沟道长度。

硅锗在半导体器件中的使用，提供了理想的器件特性，包括在有源器件的硅锗与底层半导体衬底之间的界面处引入应变。一般来说，应变的半导体的原子被拉伸得超出它们正常的原子间距离。随着硅中的原子与硅锗的原子(它们被布置得相对硅晶体的原子较远)对齐(align)，硅锗原子之间的连接变得伸展(stretched)，从而导致应变硅锗。原子的分离，降低了干扰硅锗中电子运动的原子力，从而导致更好的迁移率、更好的芯片性能和更低的能耗。应变硅锗中更快的移动电子使具有应变硅锗沟道区的晶体管中的开关(switching)速度更快。

通过利用半导体器件的有源区中的硅锗而引入的应变，随着硅锗中锗浓度的增加而增加。然而，硅锗生长到一定的厚度后，缺陷开始形成，这些缺陷与硅锗中锗浓度成正比。因此，一般来说，在不引入缺陷的情况下，硅锗层中锗浓度与硅锗层能生长到的厚度之间成反比关系。

发明内容

各实施例针对一种富化(enriching)和电隔离鳍型场效应晶体管(FinFET)的鳍的方法。该方法包含形成至少一个鳍(fin)。该方法进一步包含在第一组条件下形成所述至少一个鳍的富化的上部在第二组条件下从所述至少一个鳍的富化的(enriched)下部形成电隔离区，所述在第一组条件下的形成与所述在第二组条件下的形成是时间间隔的。该方法进一步包含与所述第二组条件分开来控制所述第一组条件。

各实施例进一步针对一种鳍型场效应晶体管(FinFET)的富化和电隔离的鳍。该鳍包含在第一组条件下形成的富化的(enriched)上部。该进一步包含在第二组条件下形成的电隔离区(electrically isolated region)，其中，所述第一组条件与所述第二组条件在时间上是间隔的，并且其中所述第一组条件是与所述第二组条件分开来控制的。

通过本发明的技术实现其他的特征。其他实施例在本文中被详细描述，并且被视为所要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的特征，参考说明书以及附图。

附图说明

在本说明书的结尾处的权利要求书中具体指出并确切地要求保护被视为本说明书的主题。从以下结合附图进行的详细描述，上述特征是明显的，在附图中：

图1是按照本发明一个或多个实施例的高迁移率、应变FinFET的三维视图；