[发明专利]FinFET及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，更具体地，涉及FinFET及其制造方法。

背景技术

随着平面型半导体器件的尺寸越来越小，短沟道效应愈加明显。为此，提出了立体型半导体器件如FinFET(鳍片场效应晶体管)。FinFET包括用于形成沟道区的半导体鳍片和至少覆盖半导体鳍片的一个侧壁的栅堆叠。栅堆叠与半导体鳍片相交，并包括栅极导体和栅极电介质。栅极电介质将栅极导体和半导体鳍片之间隔开。FinFET可以具有双栅、三栅或环栅配置，而且半导体鳍片的宽度(即厚度)小，因此FinFET可以改善栅极导体对沟道区的载流子的控制以及抑制短沟道效应。

可以采用体硅衬底和绝缘体上硅(SOI)晶片制造FinFET。基于体硅衬底的FinFET在大批量制造(massive production)时具有低成本的优点。然而，在半导体鳍片的下部，半导体衬底可能提供源区和漏区之间的漏电路径，从而导致器件性能劣化甚至失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小源区和漏区之间的泄漏的FinFET。

根据本发明的一方面，提供一种FinFET的制造方法，包括：在半导体衬底上形成用于限定半导体鳍片的开口；形成栅极电介质，该栅极电介质共形地覆盖半导体鳍片和开口；在开口内形成第一栅极导体，该第一栅极导体与半导体鳍片的下部相邻；在开口内形成位于第一栅极导体上的绝缘隔离层；形成第二栅极导体，该第二栅极导体的第一部分位于绝缘隔离层上并且与半导体鳍片的上部相邻，该第二栅极导体的第二部分位于半导体鳍片上方；在第二栅极导体侧壁上形成侧墙；以及在半导体鳍片中形成源区和漏区。

根据本发明的另一方面，提供一种FinFET，包括：半导体衬底；在半导体衬底中形成的半导体鳍片；位于半导体鳍片的两端的源/漏区；位于半导体鳍片上的栅极电介质；与半导体鳍片的下部相邻的第一栅极导体；位于第一栅极导体上的绝缘隔离层；第二栅极导体，该第二栅极导体的第一部分位于绝缘隔离层上并且与半导体鳍片的上部相邻，该第二栅极导体的第二部分位于半导体鳍片上方；以及位于第二栅极导体侧壁上的侧墙。

在本发明中，利用第一栅极导体向半导体鳍片的下部施加偏压以减小源区和漏区之间的泄漏。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1至8示出根据本发明的实施例制造FinFET的方法的流程图，其中在图1至6以及7a和8a中示出沿着一个方向的截面图，在图7b和8b中示出俯视图以及截面图的截取位置；

图9示出根据本发明的实施例的FinFET的透视图；以及

图10示出根据本发明的实施例的FinFET的模拟结果。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。

应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在......上面”或“在......上面并与之邻接”的表述方式。

在本申请中，术语“半导体结构”指在制造半导体器件的各个步骤中形成的整个半导体结构的统称，包括已经形成的所有层或区域。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。