CN104934480B - 鳍式场效应晶体管结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种鳍式场效应晶体管结构及其制作方法。该鳍式场效应晶体管结构制作方法包括：通过光刻及刻蚀在衬底上形成初始凹槽；在初始凹槽内外延生长至少包含相互间隔开的第一材料层和第二材料层的U型薄膜叠层结构；在U型薄膜叠层结构的凹进部填充第三材料；对第三材料和硅U型薄膜叠层结构进行刻蚀，从而暴露出衬底；进一步刻蚀衬底和第二材料层，从而暴露出由第一材料层形成的鳍状结构。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种鳍式场效应晶体管结构及其制作方法。
背景技术
随着集成电路的发展，器件尺寸越来越小，集成度越来越高。而且，随着半导体器件特征尺寸由于器件尺寸越来越小而不断减小，传统的平面半导体制造技术已经无法使用，目前鳍式场效应晶体管在小尺寸领域被广发使用。
在根据现有技术的鳍式场效应晶体管结构的制作方法中，工艺步骤比较复杂，而且有时候很难控制鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔。
所以，希望能够提供一种能够简化鳍结构形成工艺并且使得能够很好地控制鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔的鳍式场效应晶体管结构制作方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够简化鳍结构形成工艺并且使得能够很好地控制鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔的鳍式场效应晶体管结构制作方法。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种鳍式场效应晶体管结构制作方法，包括：
第一步骤：通过光刻及刻蚀在衬底上形成初始凹槽；
第二步骤：在初始凹槽内外延生长至少包含相互间隔开的第一材料层和第二材料层的U型薄膜叠层结构；
第三步骤：在U型薄膜叠层结构的凹进部填充第三材料；
第四步骤：对第三材料和U型薄膜叠层结构进行部分去除，从而暴露出衬底；
第五步骤：进一步对衬底和第二材料层进行部分去除，从而暴露出由第一材料层形成的鳍状结构。
优选地，所述鳍式场效应晶体管结构制作方法还包括第六步骤：在暴露的衬底表面沉积第三材料，并通过化学机械研磨使得第三材料的表面总体平坦化。
优选地，所述第一材料为SiGe。
优选地，所述第二材料为Si。
优选地，所述U型薄膜叠层结构包括多个第一材料层。
优选地，所述多个第一材料层的厚度不完全相同。
优选地，所述第三材料为氧化硅。
优选地，第四步骤和第五步骤采用通过抛光方法或刻蚀方法执行部分去除操作。
优选地，所述衬底为硅衬底。
在本发明的另一方面中，根据本发明，提供了一种采用根据上述鳍式场效应晶体管结构制作方法制成的鳍式场效应晶体管结构。
在本发明的鳍式场效应晶体管结构制作方法中，可以通过控制各个第一材料层的厚度来控制形成鳍结构的不同宽度，而且可以通过控制各个第一材料层之间的第二材料层的厚度来控制各个鳍之间的间隔；由此实现了鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔的精确控制。由此，本发明提供了一种能够简化鳍结构形成工艺并且使得能够很好地控制鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔的鳍式场效应晶体管结构制作方法。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的第一步骤。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的第二步骤。
图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的第三步骤。
图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的第四步骤。
图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的第五步骤。
图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的第六步骤。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
本发明优选实施例提供了一种形成鳍结构的方法。其中，通过光刻及刻蚀在衬底上形成初始凹槽，在初始凹槽内依次外延生长SiGe/Si/SiGe/…U型薄膜叠层结构，并在U型薄膜叠层结构中形成凹槽。在凹槽内填充氧化硅，然后通过抛光或刻蚀的方法将多余的硅及SiGe去掉。进一步回蚀(etch back)硅以形成SiGe鳍结构。
当然，外延材料优选为SiGe和Si，但是本发明并不限于SiGe和Si这两种材料。
具体地，图1至图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法的各个步骤。
如图1至图6所示，根据本发明优选实施例的鳍式场效应晶体管结构制作方法包括：
第一步骤：首先通过光刻及刻蚀在衬底10(例如，硅衬底)上形成初始凹槽20，如图1所示；
第二步骤：在初始凹槽内外延生长至少包含相互间隔开的第一材料(例如，第一材料为SiGe)层30和第二材料(例如，第二材料为Si)层40的U型薄膜叠层结构，如图2所示；
优选地，U型薄膜叠层结构包括多个第一材料层30；而且，所述多个第一材料层30的厚度不完全相同，由此可以形成不同宽度的鳍结构。当然，，所述多个第一材料层30的厚度也可以完全相同。
第三步骤：此后，在U型薄膜叠层结构的凹进部填充第三材料50(例如，第三材料50为氧化硅)，如图3所示；
第四步骤：此后，通过抛光或刻蚀等方法，对第三材料50、U型薄膜叠层结构进行刻蚀，从而暴露出衬底10，如图4所示；
第五步骤：通过抛光或刻蚀等方法，进一步刻蚀衬底10和第二材料层40，从而暴露出由第一材料层30形成的鳍状结构31，如图5所示；
第六步骤：优选地，此后，可在暴露的衬底表面沉积第三材料50，并通过化学机械研磨使得第三材料50的表面总体平坦化，如图6所示。
在本发明的鳍式场效应晶体管结构制作方法中，可以通过控制各个第一材料层的厚度来控制形成鳍结构的不同宽度，而且可以通过控制各个第一材料层之间的第二材料层的厚度来控制各个鳍之间的间隔；由此实现了鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔的精确控制。由此，本发明提供了一种能够简化鳍结构形成工艺并且使得能够很好地控制鳍的宽度以及各个鳍之间的间隔的鳍式场效应晶体管结构制作方法。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于包括：
第一步骤：通过光刻及刻蚀在衬底上形成初始凹槽；
第二步骤：在初始凹槽内外延生长至少包含相互间隔开的第一材料层和第二材料层的U型薄膜叠层结构，第一材料层被第二材料层相互间隔开；
第三步骤：在U型薄膜叠层结构的凹进部填充第三材料；
第四步骤：对第三材料和U型薄膜叠层结构进行部分去除，从而暴露出衬底；
第五步骤：进一步对衬底和第二材料层进行部分去除，从而暴露出由第一材料层形成的鳍状结构。
2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于还包括第六步骤：在暴露的衬底表面沉积第三材料，并通过化学机械研磨使得第三材料的表面都平坦化。
3.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，所述第一材料为SiGe。
4.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，所述第二材料为Si。
5.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，所述U型薄膜叠层结构包括多个第一材料层。
6.根据权利要求5所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，所述多个第一材料层的厚度不完全相同。
7.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，所述第三材料为氧化硅。
8.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，第四步骤和第五步骤采用通过抛光方法或刻蚀方法执行部分去除操作。
9.根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底。
10.一种采用根据权利要求1或2所述的鳍式场效应晶体管结构制作方法制成的鳍式场效应晶体管结构。
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