[发明专利]具有增加的电流驱动能力的H形VFET

说明书

提供了用于增加Weff VFET器件的技术。在一个方面，一种形成鳍结构的方法包括：将硬掩模沉积到衬底上；将心轴材料沉积到所述硬掩模上；沿第一方向图案化所述心轴材料以形成第一心轴；在所述第一心轴旁边形成第一间隔物；在第一心轴之间形成第二心轴；沿垂直于所述第一方向的第二方向图案化所述第一心轴/所述第二心轴；在所述第一/第二心轴旁边形成垂直于所述第一间隔物的第二间隔物；选择性地移除所述第一/第二心轴，从而留下由所述第一/第二间隔物形成的阶梯形图案；将所述阶梯形图案转移到所述硬掩模，然后转移到所述衬底。还提供了一种形成VFET器件、VFET鳍结构和VFET器件的方法。

技术领域

本发明涉及垂直场效应晶体管(VFET)器件，更具体地，涉及用于在不增加单元面积的情况下增加VFET器件中的有效沟道宽度Weff并由此增强电流驱动能力的技术。

背景技术

与平面互补金属氧化物半导体(CMOS)器件相反，垂直场效应晶体管(VFET)被定向为具有设置在底部源极和漏极上的垂直鳍沟道以及设置在鳍沟道上的顶部源极和漏极。VFET正被探索作为用于超过7纳米(nm)技术节点的连续CMOS缩放的可行器件选项。

然而，存在与缩放设计相关联的一些显著挑战。例如，随着特征尺寸缩小，器件的电流驱动能力可能变差，从而负面地影响器件速度和整体性能。

因此，将需要用于增强VFET设计中的电流驱动能力的技术。

发明内容

本发明提供用于在不增加单元面积的情况下增加垂直场效应晶体管(VFET)装置中的有效沟道宽度Weff且借此增强电流驱动能力的技术。在本发明的一个方面，提供了一种形成用于VFET的鳍结构的方法。该方法包括：将硬掩模沉积到衬底上；将心轴材料沉积到所述硬掩模上；沿第一方向图案化所述心轴材料以形成第一心轴；在所述第一心轴旁边形成第一间隔物；用额外的心轴材料填充所述第一心轴之间的间隙以在所述第一心轴之间形成第二心轴；沿第二方向图案化所述第一心轴、所述第一间隔物及所述第二心轴，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；在所述第一心轴及所述第二心轴旁边形成垂直于所述第一间隔物的第二间隔物；选择性地移除所述第一心轴及所述第二心轴，从而留下由所述第一间隔物及所述第二间隔物形成的阶梯形图案；将所述阶梯形图案转移到所述硬掩模；以及将所述阶梯形图案从所述硬掩模转移到所述衬底以形成与第二鳍相邻的第一鳍以及将所述第一鳍与所述第二鳍互连的至少一个交叉鳍。

在本发明的另一方面，提供了一种形成VFET器件的方法。该方法包括：在衬底中形成鳍结构，所述鳍结构包括与第二鳍相邻的第一鳍以及将所述第一鳍和所述第二鳍互连的至少一个交叉鳍；在所述鳍结构下方在所述衬底中形成底部源极和漏极；在底部源极和漏极上形成底部间隔物；在底部间隔物之上在鳍结构周围形成栅极；在栅极上方形成顶部间隔物；以及在鳍结构的顶部形成顶部源极和漏极。

在本发明的又一方面，提供了一种VFET鳍结构。该VFET鳍结构包括：与第二鳍相邻的第一鳍；以及互连第一鳍和第二鳍的至少一个交叉鳍。

在本发明的又一方面，提供了一种VFET器件。该VFET器件包括：在衬底中图案化的鳍结构，所述鳍结构包括与第二鳍相邻的第一鳍以及将所述第一鳍和所述第二鳍互连的至少一个交叉鳍；在所述鳍结构下方在所述衬底中的底部源极和漏极；设置在底部源极和漏极上方的底部间隔物；在底部间隔物上方在鳍结构周围的栅极；设置在栅极上方的顶部间隔物；以及在鳍结构的顶部源极和漏极。

通过参考以下详细描述和附图，将获得对本发明的更完整理解以及本发明的进一步特征和优点。

附图说明

图1是比较具有两个单独的未连接的鳍的设计和根据本发明的实施例的具有通过交叉鳍以H形方式互连的两个鳍的本发明的鳍设计的自顶向下的图；

图2是示出未连接的鳍和根据本发明的实施例的互连的鳍的三维图；