[發明專利]FinFET及其制造方法有效
| 申請號: | 201210141545.5 | 申請日: | 2012-05-09 |
| 公開(公告)號: | CN103390637A | 公開(公告)日: | 2013-11-13 |
| 發明(設計)人: | 朱慧瓏;何衛;梁擎擎;尹海洲;駱志炯 | 申請(專利權)人: | 中國科學院微電子研究所 |
| 主分類號: | H01L29/423 | 分類號: | H01L29/423;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336 |
| 代理公司: | 中科專利商標代理有限責任公司 11021 | 代理人: | 王波波 |
| 地址: | 100083 *** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | finfet 及其 制造 方法 | ||
1.一種FinFET,包括:
蝕刻停止層,位于半導體襯底上;
半導體鰭片,位于蝕刻停止層上;
柵極導體層,沿著垂直于鰭片的延伸方向而延伸,并且至少覆蓋半導體鰭片的兩個側面;
柵極介質層,夾在柵極導體層和半導體鰭片之間;
源區和漏區,位于半導體鰭片的兩端;以及
絕緣間隔層,在柵極介質層的下方與蝕刻停止層鄰接,用于將柵極導體層與蝕刻停止層和半導體鰭片電隔離。
2.根據權利要求1所述的FinFET,其中所述柵極介質層的至少一部分在所述半導體襯底上方橫向延伸并且與所述絕緣間隔層和所述蝕刻停止層之間的界面交疊。
3.根據權利要求1所述的FinFET,其中所述柵極導體層覆蓋半導體鰭片的上表面和兩個側面。
4.根據權利要求1所述的FinFET,其中所述蝕刻停止層和所述半導體鰭片相對于彼此具有蝕刻選擇性。
5.根據權利要求4所述的FinFET,其中所述蝕刻停止層由SiGe組成,所述半導體鰭片由Si組成。
6.根據權利要求1所述的FinFET,還包括功函數調節金屬層,所述功函數調節金屬層夾在柵極導體層和柵極介質層之間。
7.一種制造FinFET的方法,包括:
在半導體襯底上形成蝕刻停止層;
在蝕刻停止層上形成半導體鰭片;
在半導體鰭片和蝕刻停止層上形成柵極介質層;
蝕刻去除柵極介質層和蝕刻停止層的一部分,以暴露半導體襯底的相應部分的表面;
在半導體襯底的暴露表面上以及柵極介質層一部分的下方形成絕緣間隔層,使得絕緣間隔層在柵極介質層的下方與蝕刻停止層鄰接;?
在柵極介質層和絕緣間隔層上形成柵極導體層,其中柵極導體層覆蓋半導體鰭片的兩個側面的至少一部分;以及
在半導體鰭片的兩端執行離子注入,以形成源區和漏區。
8.根據權利要求7所述的方法,其中,在蝕刻去除柵極介質層和蝕刻停止層的一部分的步驟中,所述柵極介質層的至少一部分在所述半導體襯底上方橫向延伸。
9.根據權利要求8所述的方法,其中在形成絕緣間隔層的步驟中,所述柵極介質層的所述至少一部分與所述絕緣間隔層和所述蝕刻停止層之間的界面交疊。
10.根據權利要求7所述的方法,其中所述柵極導體層覆蓋半導體鰭片的上表面和兩個側面。
11.根據權利要求7所述的方法,其中形成半導體鰭片包括:
在蝕刻停止層上形成半導體層;
在半導體層上形成硬掩模;以及
蝕刻去除半導體層的暴露部分,使得半導體層的剩余部分形成鰭片。
12.根據權利要求11所述的方法,其中所述蝕刻停止層和所述半導體鰭片相對于彼此具有蝕刻選擇性。
13.根據權利要求11所述的方法,其中形成硬掩模包括:
在半導體層上形成氧化物層;
在氧化物層上形成氮化物層;
在氮化物層上形成光致抗蝕劑掩模;以及
蝕刻去除氮化物層和氧化物層的暴露部分,使得氮化物層和氧化物層的剩余部分一起作為硬掩模。
14.根據權利要求7所述的方法,其中形成絕緣間隔層包括:
限定FinFET的有源區域,并暴露半導體襯底的表面和蝕刻阻擋層的側面;
在柵極介質層的下方,從側面開始蝕刻去除蝕刻阻擋層的一部分,以形成底切部分;以及
形成絕緣間隔層,以填充位于蝕刻阻擋層兩側的底切部分。?
15.根據權利要求7所述的方法,在形成柵極介質層和絕緣間隔層的步驟之間,還包括:
形成功函數調節金屬層,所述功函數調節金屬層夾在柵極導體層和柵極介質層之間。
16.根據權利要求7所述的方法,其中在形成柵極導體層中形成假柵,并且在形成源區和漏區的步驟之后還包括:
采用金屬柵替代假柵。?
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