[实用新型]鳍式场效应晶体管

说明书

本实用新型公开了一种鳍式场效应晶体管。所述鳍式场效应晶体管包括碳化硅衬底、形成在所述碳化硅衬底上的埋氧化层、形成在所述埋氧化层的鳍式结构以及与所述鳍式结构配合的源极、漏极和栅极，与栅极接触的鳍式结构作为沟道区域，所述源极、漏极沿第二方向设置在所述沟道区域的两侧极。本实用新型提供的鳍式场效应晶体管，鳍式结构下方的埋氧化层阻止了电流泄放通路，降低了静态功耗，且减小了寄生电容。

技术领域

本实用新型特别涉及一种鳍式场效应晶体管，属于半导体技术领域。

背景技术

21世纪集成电路产业不断发展，器件特征尺寸根据摩尔定律不断缩小，使得场效应晶体管的面积逐步降低，这些都有效的增加了集成电路的性能和硅晶圆使用效率。但随着1μm堡垒被攻破，特征尺寸来到了纳米级别后，传统硅器件由于其严重的短沟道效应，栅极对于沟道的控制能力降低，且沟道区域的迁移率随着沟道缩短而发生退化。因此解决这些问题成为了半导体集成电路产业发展的焦点问题。鳍式场效应晶体管的提出有效的缓解了短沟道效应，且因其独特的多栅极结构获得了较平面栅场效应晶体管更高的开态电流和更好的栅控能力。

但是对于传统的体硅FinFET结构而言，由于底部电流泄放通道的存在，使得器件的漏电流大，静态功耗大。绝缘体上硅结构(SOI)结构的提出减小了FinFET的泄漏电流，但是由于氧化硅埋氧层的热导率比硅低两个数量级，因此严重的自热效应阻碍了SOI FinFET的商用进程。现有的体在绝缘层上(BOI)结构一定程度上降低了SOI上FinFET的自热效应，但是在引入局部埋氧的同时会引起衬底热氧化，导致器件的热性能变差，同时硅衬底的热导率不足。

实用新型内容

针对于上述SOI FinFET严重的散热问题，本实用新型的主要目的在于提供一种鳍式场效应晶体管及其制备方法，该鳍式场效应晶体管以SIC为半导体衬底，有效降低了SOIFinFET的自热效应，且能阻断体硅FinFET底部的电流泄漏通路，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种鳍式场效应晶体管，包括碳化硅衬底、形成在所述碳化硅衬底上的埋氧化层、形成在所述埋氧化层的鳍式结构以及与所述鳍式结构配合的源极、漏极和栅极，与栅极接触的鳍式结构作为沟道区域，所述源极、漏极沿第二方向设置在所述沟道区域的两侧。

本实用新型实施例提供了一种鳍式场效应晶体管的制备方法，包括：

将第一晶圆表层的SiC热氧化形成第一氧化物层，将第二晶圆表层的硅热氧化形成第二氧化物层，并将第一氧化物层与第二氧化物层结合而形成SOI结构；

除去位于所述SOI结构表面的选定区域之外的第二晶圆、第二氧化物层、第一氧化物层，直至暴露所述第一晶圆，从而使选定区域余留的第二晶圆形成凸起的鳍式结构，余留在所述鳍式结构和第一晶圆之间的第一氧化物层和第二氧化物层形成埋氧化层；

制作栅极，且使所述栅极至少覆盖所述鳍式结构的顶部和两个侧壁，

图形化定义源、漏区域，对所述源、漏区域进行掺杂并退火形成源极、漏极。

本实用新型实施例还提供了由所述的制备方法制备获得的鳍式场效应晶体管。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

1)本实用新型实施例提供的一种鳍式场效应晶体管，采用SiC作为半导体衬底，比传统的Si基材料具有更优良的散热性能；

2)本实用新型实施例提供的一种鳍式场效应晶体管，通过刻蚀顶层硅和氧化层至碳化硅衬底形成凸起的鳍式结构，淀积的栅电极直接与碳化硅衬底接触，器件工作时产生的热通过栅极氧化层传导有利于热的传导；