[发明专利]多鳍片器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，具体而言，本发明涉及多鳍片器件及其制造方法。

背景技术

所谓的鳍状场效应晶体管(FinFET)器件对于高性能小尺寸集成电路变得越来越普及。因为栅极在三面上环绕沟道区，FinFET对小临界尺寸(critical dimension)提供极好的沟道控制。另一方面，FinFET结构的特有性质使得难以调整或者调谐典型的FinFET器件的沟道宽度。因为各种器件性能参数如驱动电流(I_Dsat)与沟道宽度相关，不能轻易地调谐或者调整沟道宽度是不利的。那么所需要的是克服常规领域中弊端的FinFET结构及其制造方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种器件，包括：衬底；多个鳍片，形成于所述衬底上；源极区和漏极区，形成于相应的所述鳍片中；介电层，形成于所述衬底上，所述介电层具有邻近第一鳍片的一侧的第一厚度，并且具有邻近所述鳍片的相对侧的第二厚度，所述第二厚度不同于所述第一厚度；以及连续栅极结构，位于所述多个鳍片的上面，所述连续栅极结构邻近每个鳍片的顶面以及至少一个鳍片的至少一个侧壁面。

在上述器件中，其中，所述器件是FinFET器件。

上述器件包括：第一鳍片，具有被所述介电层覆盖的第一侧壁和在所述介电层上方延伸的第二侧壁；第二鳍片，具有均在所述介电层上方延伸的第一侧壁和第二侧壁；以及其中所述栅极结构共形地位于所述第一鳍片的所述第二侧壁和所述第二鳍片的所述第一侧壁和第二侧壁的上面。

在上述器件中，其中，所述多个鳍片的每个鳍片具有顶面和至少一个侧壁，所述顶面具有厚度t，所述侧壁在所述介电层上方具有高度h，其中在所述多个鳍片中形成沟道，所述沟道具有由所述厚度t的和加上所述高度h的和限定的沟道宽度。

在上述器件中，其中，所述多个鳍片的至少一个鳍片具有两个在所述介电层上方延伸的侧壁。

在上述器件中，包括三个或者三个以上的鳍片。

在上述器件中，其中，所述介电层的所述第一厚度等于所述鳍片在所述衬底上方的高度。

在上述器件中，其中，所述多个鳍片选自基本上由外延材料、所述衬底的材料、及其组合组成的组。

在上述器件中，其中，所述多个鳍片的每个鳍片具有侧壁，所述侧壁的一部分基本上垂直于所述衬底的主表面，并且所述侧壁的下部不垂直于所述衬底的所述主表面。

根据本发明的另一方面，还提供了一种晶体管，包括：第一半导体鳍片，位于介电层中，所述第一半导体鳍片具有在所述介电层上方延伸第一距离的第一侧壁、顶面、和在所述介电层上方延伸第二距离的第二侧壁；第二半导体鳍片，位于所述介电层中，第二鳍片具有在所述介电层上方延伸所述第一距离的第一侧壁、顶面、和在所述介电层上方延伸所述第一距离的第二侧壁；栅极结构，位于所述第一半导体鳍片和所述第二半导体鳍片的上面，其中所述栅极结构接触所述第一半导体鳍片的所述顶面和至少一个侧壁，以及接触所述第二半导体鳍片的所述顶面和至少一个侧壁；源极区，分布在所述第一半导体鳍片和所述第二半导体鳍片中；以及漏极区，分布在所述第一半导体鳍片和所述第二半导体鳍片中。

在上述晶体管中，进一步包括第三半导体鳍片，所述第三半导体鳍片位于所述介电层中，所述第三半导体鳍片具有在所述介电层上方延伸所述第一距离的第一侧壁、顶面、和在所述介电层上方延伸所述第一距离的第二侧壁。

在上述晶体管中，其中，所述第二距离等于零。

在上述晶体管中，其中，所述栅极结构包括栅极电介质和栅电极。

在上述晶体管中，其中，所述晶体管包括位于第一鳍片和第二鳍片中的沟道区，并且其中，所述沟道区具有沟道宽度，所述沟道宽度等于两个顶面厚度的和加上所述第一半导体鳍片的所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述介电层上方延伸的距离的和加上所述第二半导体鳍片的所述第一侧壁和所述第二侧壁在所述介电层上方延伸的距离的和。

根据本发明的又一方面，还提供了一种形成晶体管的方法，包括：在衬底上形成多个鳍片；在所述多个鳍片中形成源极区和漏极区；在所述鳍片之间形成介电层；调整所述多个鳍片中的至少两个鳍片之间的所述介电层的厚度；以及在所述鳍片和介电层上形成连续栅极结构。

在上述方法中，其中，在衬底上形成多个鳍片的步骤包括选自基本上由蚀刻鳍片至衬底中、以及在衬底上外延生长鳍片、及其组合的组的工艺。

在上述方法中，其中，调整所述介电层的厚度的步骤包括：覆盖所述介电层的一部分；以及回蚀所述介电层的未被覆盖的部分。