[发明专利]鳍式场效应晶体管及其制造方法

说明书

提供了一种鳍式场效应晶体管(FinFET)，包括衬底、多个绝缘体、以及栅极堆叠件。衬底包括多个沟槽和多个沟槽之间的至少一个半导体鳍。绝缘体设置在沟槽中并且包括分布在其中的掺杂区域。栅极堆叠件部分覆盖至少一个半导体鳍和绝缘体。还讨论了用于制造前述FinFET的方法。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

随着半导体器件的尺寸不断缩小，已经开发出诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维多栅极结构以代替平面互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。FinFET的结构性特征是从衬底的表面垂直延伸的基于硅的鳍，并且包裹环绕由半导体鳍形成的导电沟道的栅极进一步提供了对沟道的更好的电控制。

目前，FinFET中的半导体鳍的截面轮廓可以大大影响FinFET的性能。当蚀刻条件对于半导体鳍太迅速时，半导体鳍会被浅沟槽隔离(STI)工艺的蚀刻步骤消耗或损坏。此外，在密集区和隔离区之间的边界附近，由于负载效应，所以半导体鳍的截面轮廓可以不对称或不均匀。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：图案化衬底以在所述衬底中形成多个沟槽和介于所述多个沟槽之间的至少一个半导体鳍；形成介电层以填充所述沟槽并且覆盖至少一个半导体鳍；在所述介电层中形成多个掺杂区域，其中，所述掺杂区域分布在所述沟槽中；去除所述沟槽外部的介电层；部分地去除所述沟槽中的掺杂区域以在所述沟槽中形成多个绝缘体；以及形成栅极堆叠件以部分地覆盖所述至少一个半导体鳍和所述绝缘体。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)的方法，包括：图案化衬底以至少形成第一沟槽、第二沟槽和多个半导体鳍，所述半导体鳍被所述第一沟槽和所述第二沟槽间隔开，其中，所述第二沟槽占据的面积大于所述第一沟槽占据的面积；形成介电层以填充所述第一沟槽和所述第二沟槽并且覆盖所述半导体鳍；在所述介电层中形成第一掺杂区域和第二掺杂区域，其中，所述第一掺杂区域包含第一掺杂剂并且分布在所述第一沟槽中，所述第二掺杂区域至少包含与所述第一掺杂剂不同的第二掺杂剂并且分布在所述第二沟槽中；通过平坦化工艺去除所述第一沟槽和所述第二沟槽外部的介电层；部分蚀刻所述介电层的第一掺杂区域和第二掺杂区域，以在所述第一沟槽中形成第一绝缘体并且在所述第二沟槽中形成第二绝缘体；以及形成栅极堆叠件以部分覆盖所述半导体鳍、所述第一绝缘体和所述第二绝缘体。

根据本发明的又一方面，提供了一种鳍式场效应晶体管(FinFET)，包括：衬底，包括多个沟槽和所述多个沟槽之间的至少一个半导体鳍；多个绝缘体，位于所述多个沟槽中，其中，所述绝缘体包括分布在所述绝缘体中的掺杂区域；以及栅极堆叠件，部分覆盖所述至少一个半导体鳍和所述绝缘体。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各部部件未按比例绘制，并且为了讨论清楚的目的，这些部件的尺寸可以任意增加或减少。

图1示出了根据本发明的一些实施例的示出制造FinFET的方法的流程图。

图2A至图2K是根据本发明的一些实施例的用于制造FinFET的方法的透视图。

图3A至图3K是根据本发明的一些实施例的用于制造FinFET的方法的截面图。

图4A至图4K是根据本发明的一些可选实施例的用于制造FinFET的方法的透视图。

图5A至图5K是根据本发明的一些可选实施例的用于制造FinFET的方法的截面图。

图6至图9示出了根据本发明的一些可选实施例的掺杂区域的各种修改。

具体实施方式