[发明专利]鳍型场效晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种制作鳍型场效晶体管的方法。

背景技术

随着半导体装置的大小不断缩减，已开发出三维多栅极结构(例如鳍型场效晶体管(fin-type field effect transistor，FinFET))以取代平面的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)装置。鳍型场效晶体管的结构特征为从衬底的表面直立延伸的硅系鳍(silicon-based fin)，且包裹于由半导体鳍形成的导通沟道周围的栅极进一步提供对沟道的更好的电性控制。

在制作鳍型场效晶体管期间，通过後进行的鳍切割工艺(fin cut last process)将半导体鳍图案化以移除半导体鳍的不需要的部分，且在鳍切割工艺之后，接着形成浅沟槽隔离(shallow trench isolation，STI)及栅极堆叠结构。在鳍切割工艺期间，形成图案化光刻胶层以局部地覆盖半导体鳍且对半导体鳍的不需要的部分进行刻蚀。由于在鳍切割工艺中使用的图案化光刻胶层形成于衬底之上，且因而图案化光刻胶层可能厚度不足以保护被覆盖的半导体鳍，特别是分布于集成电路的密集区域(例如，核心区域)中的半导体鳍，因此，在鳍切割工艺期间会出现鳍损坏现象且鳍切割工艺的稳定性会劣化。

发明内容

根据本发明的某些实施例，提供一种包括以下步骤的制作鳍型场效晶体管(FinFET)的方法。提供衬底，衬底包括多个沟槽及位于沟槽之间的多个半导体鳍。在沟槽中形成多个绝缘体。执行鳍切割工艺以移除半导体鳍的某些部分，直至在绝缘体之间形成多个凹部为止。形成栅极堆叠结构，以局部地覆盖半导体鳍及绝缘体。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1说明用以说明根据本发明某些实施例的制作鳍型场效晶体管的方法的流程图。

图2A-图2K是根据本发明某些实施例的制作鳍型场效晶体管的方法的立体图。

图3A-图3K是根据本发明某些实施例的制作鳍型场效晶体管的方法的剖视图。

图4及图5示意性地说明图2F及图3F的修改形式。

图6及图7示意性地说明图2G及图3G的修改形式。

[符号的说明]

100：衬底

100a：半导体衬底

102a：保护层

102a’：图案化保护层

102b：硬掩模层

102b’：图案化硬掩模层

104：图案化光刻胶层

106：沟槽

108：半导体鳍

108’：半导体部分

110：介电层

110a：绝缘体

111：凹部

112：栅极介电层

114：拟栅极条

116：间隔壁

118：图案化介电层

122：栅极

C：空腔

CS：曲面

D：深度

D1、D2：长度方向

DS：介电结构

GS：栅极堆叠结构

H：高度差

I-I’：剖面线

PR：图案化光刻胶层

S：间距

S10、S20、S30、S40、S50、S60、S70：步骤

T1、T2：顶表面

V：孔洞

W：宽度

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成于第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复参考编号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。