本發(fā)明實(shí)施例涉及鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出諸如鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)的三維多柵極結(jié)構(gòu)以代替平面互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)器件。finfet的結(jié)構(gòu)性特征是從襯底的表面垂直延伸的硅基膜，并且包裹環(huán)繞由鰭形成的導(dǎo)電溝道的柵極進(jìn)一步提供了對(duì)溝道的更好的電控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種制造鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，包括：通過(guò)從半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面的法向向量?jī)A斜8.05±2度來(lái)確定<551>方向；沿著垂直于所述<551>方向的晶格面圖案化所述半導(dǎo)體襯底以在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽以及形成具有設(shè)置在(551)晶格面上的側(cè)壁的至少一個(gè)半導(dǎo)體鰭；在所述溝槽中形成多個(gè)絕緣體；在所述半導(dǎo)體鰭的部分上方和所述絕緣體的部分上方形成柵極堆疊件；以及在由所述柵極堆疊件暴露的所述半導(dǎo)體鰭上方形成應(yīng)變材料部分。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，還提供了一種制造鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，包括：提供具有(110)晶格面的半導(dǎo)體襯底；確定所述(110)晶格面的法向向量；通過(guò)從所述(110)晶格面的所述法向向量?jī)A斜8.05±2度來(lái)確定<551>方向；在所述半導(dǎo)體襯底上方形成與垂直于所述<551>方向的晶格面相對(duì)應(yīng)的圖案化的光刻膠層；通過(guò)使用所述圖案化的光刻膠層作為掩模圖案化是半導(dǎo)體襯底，以在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽以及形成位于所述溝槽之間的至少一個(gè)半導(dǎo)體鰭，其中，所述半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁形成為設(shè)置在(551)晶格面上；去除所述圖案化的光刻膠層；在所述溝槽中形成多個(gè)絕緣體；在所述半導(dǎo)體鰭的部分上方和所述絕緣體的部分上方形成柵極堆疊件；以及在由所述柵極堆疊件暴露的所述半導(dǎo)體鰭上方形成應(yīng)變材料部分。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，還提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)，包括：半導(dǎo)體襯底，包括位于所述半導(dǎo)體上的至少兩個(gè)半導(dǎo)體鰭，其中，每個(gè)所述半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁均設(shè)置在(551)晶格面上，以及連接兩個(gè)相鄰的所述半導(dǎo)體鰭的半導(dǎo)體襯底的頂面具有(110)晶格面；多個(gè)絕緣體，設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底上，所述半導(dǎo)體鰭被所述絕緣體夾??；柵極堆疊件，位于所述半導(dǎo)體鰭的部分上方和所述絕緣體的部分上方；以及應(yīng)變材料部分，覆蓋所述半導(dǎo)體鰭的由所述柵極堆疊件暴露的部分。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件并非按比例繪制。事實(shí)上，為了清楚討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意增大或減小。

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的示出制造finfet的方法的流程圖。

圖2a為半導(dǎo)體襯底的頂視圖。

圖2b是圖2a中示出的半導(dǎo)體襯底的被放大的區(qū)域的立體圖。

圖3a至圖3g是根據(jù)一些實(shí)施例的用于制造finfet的方法的立體圖。

圖4a至圖4g是根據(jù)一些實(shí)施例的用于制造finfet的方法的截面圖。

圖5a至圖5b是根據(jù)一些實(shí)施例的用于制造finfet的另一方法的立體圖。

圖6a至圖6b是根據(jù)一些實(shí)施例的用于制造finfet的另一方法的截面圖。

具體實(shí)施方式

下列公開(kāi)提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面將描述元件和布置的特定?shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例并不旨在限定本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實(shí)施例，也可以包括在第一部件和第二部件之間形成額外的部件使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。而且，本發(fā)明在各個(gè)實(shí)例中可重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)僅是為了簡(jiǎn)明和清楚，其自身并不表示所論述的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，為便于描述，在此可以使用諸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“上部”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)元件或部件的關(guān)系?？臻g相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括除了附圖中所示的方位之外，在使用中或操作中的器件的不同方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且通過(guò)在本文中使用的空間關(guān)系描述符可同樣地作相應(yīng)地解釋。

本發(fā)明的實(shí)施例描述了finfet的示例性制造工藝和由該工藝制造的finfet。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，finfet可以形成在塊狀硅襯底上。此外，作為可選方式，finfet可以形成在絕緣體上硅(soi)襯底上。此外，根據(jù)一些實(shí)施例，硅襯底可以包括其他導(dǎo)電層或其他半導(dǎo)體元件，諸如晶體管、二極管等。該實(shí)施例不限定在該上下文中。

參考圖1，示出的是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于制造finfet的方法的流程圖。該方法至少包括步驟s10，步驟s20，步驟s30、步驟s40和步驟s50。首先，在步驟s10中，通過(guò)從半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面的法向向量?jī)A斜8.05°來(lái)確定<551>方向，其中，半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面指的是半導(dǎo)體襯底的硅(110)晶格面。然后，在步驟s20中，沿著垂直于<551>方向的晶格面圖案化半導(dǎo)體襯底，從而在半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽以及形成至少一個(gè)具有設(shè)置在(551)晶格面上的側(cè)壁的半導(dǎo)體鰭。然后，在步驟s30中，絕緣體形成在半導(dǎo)體襯底上并位于溝槽中。例如，絕緣體是用于絕緣或隔離半導(dǎo)體鰭的淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)。此后，在步驟s40中，柵極堆疊件形成在半導(dǎo)體鰭的部分上方以及絕緣體的部分上方；在步驟s50中，形成應(yīng)變材料部分以覆蓋通過(guò)柵極堆疊件暴露的半導(dǎo)體鰭。如圖1所示，在形成柵極堆疊件后，形成應(yīng)變材料部分。然而，柵極堆疊件(步驟s40)和應(yīng)變材料(步驟s50)的形成順序不限制于本發(fā)明。在一個(gè)實(shí)施例中,可以通過(guò)從半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面的法向向量?jī)A斜8.05±2°來(lái)確定<551>方向。

圖2a為半導(dǎo)體襯底的頂視圖，以及圖2b為半導(dǎo)體襯底的立體圖，其中，圖2b是圖2a中示出的半導(dǎo)體襯底的被放大的部分的圖。如圖2a和圖2b所示，提供半導(dǎo)體襯底200。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底200包括晶體硅襯底，例如，硅(110)晶圓。然后，如果在三維空間(三維(3d)笛卡爾坐標(biāo)系)觀察，按順序確定半導(dǎo)體襯底200的硅(110)晶格面和硅(110)晶格面的法向向量。硅(110)晶格面的法向向量在<110>方向上；以及在這種情況下，<-110>方向垂直于<110>方向。在一個(gè)實(shí)施例中，為了確定<110>方向，預(yù)先選擇硅(110)晶格面。然后，通過(guò)沿著三維空間的任何方向從<110>方向(例如，硅(110)晶格面的法向向量)傾斜8.05°角來(lái)確定<551>方向。根據(jù)一些實(shí)施例，半導(dǎo)體襯底200還可以包括取決于設(shè)計(jì)需求(例如，p型半導(dǎo)體襯底或n型半導(dǎo)體襯底)的多種摻雜區(qū)。在一些實(shí)施例中，摻雜區(qū)可以摻雜有p型摻雜劑或n型摻雜劑。例如，摻雜區(qū)可摻雜p型摻雜劑(諸如硼或bf2)、n型摻雜劑(諸如磷或砷)和/或它們的組合。摻雜區(qū)可配置為用于n型finfet，或者可選地配置為用于p型finfet。在一些實(shí)施例中,可以通過(guò)從半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面法向向量?jī)A斜8.05±2°來(lái)確定<551>方向。

圖3是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet的立體圖，以及圖4是沿著圖3的線i-i’所截取的finfet的截面圖，其中，線i-i’在<551>方向上延伸。在圖1的步驟s10中，以及如圖3a和圖4a所示，在半導(dǎo)體襯底200上方形成圖案化的光刻膠層204。在一個(gè)實(shí)施例中，首先形成光刻膠層(未示出)，然后在垂直于<551>方向上圖案化光刻膠層。然后，形成具有垂直于<551>方向的延伸方向的圖案化的光刻膠層204。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，可以通過(guò)旋涂方法、浸涂方法或合適的涂布方法形成光刻膠層；并且通過(guò)光刻工藝圖案化光刻膠層。在一個(gè)實(shí)施例中，在圖案化的光刻膠層204形成之前，在半導(dǎo)體襯底200上依次形成墊層(padlayer)202a和掩模層202b。例如，墊層202a可以是通過(guò)熱氧化工藝形成的氧化硅薄膜。墊層202a可用作半導(dǎo)體襯底200和掩模層202b之間的粘合層。此外，墊層202a也可以用作蝕刻掩模層202b的蝕刻停止層。在至少一個(gè)實(shí)施例中，例如，掩模層202b是由氮化硅層通過(guò)低壓化學(xué)汽相沉積(lpcvd)和等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(pecvd)形成的。掩模層202b在隨后的光刻工藝中用作硬掩模。

圖3b是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，以及圖4b是沿著圖3b的線i-i’所截取的finfet的截面圖。在圖1的步驟s20中，以及如圖3a到圖3b和圖4a到圖4b所示，依次蝕刻未被圖案化的光刻膠層204覆蓋的掩模層202b和墊層202a以形成圖案化的掩模層202b’和圖案化的墊層202a’從而暴露下面的半導(dǎo)體襯底200。通過(guò)使用圖案化的掩模層202b’、圖案化的墊層202a’和圖案化的光刻膠層204作為掩模，暴露并蝕刻半導(dǎo)體襯底200的部分以形成溝槽206和半導(dǎo)體鰭208，并且形成半導(dǎo)體襯底200a。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底200a的頂面(連接兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體鰭)具有(110)晶格面。半導(dǎo)體鰭208被圖案化的掩模層202b’、圖案化的墊層202a’和圖案化的光刻膠層204覆蓋。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體鰭208在垂直于<551>方向上延伸。半導(dǎo)體鰭208的每個(gè)的兩個(gè)側(cè)壁208a(被圖案化的掩模層202b’、圖案化的墊層202a’和圖案化的光刻膠層204暴露)設(shè)置在硅(551)晶格面上。此外，半導(dǎo)體鰭208的側(cè)壁具有平坦的表面。兩個(gè)鄰近的溝槽206被間距間隔開(kāi)。例如，溝槽206之間的間距可小于約30納米。換句話說(shuō)，兩個(gè)相鄰的溝槽206被相應(yīng)的半導(dǎo)體鰭208間隔開(kāi)。即，半導(dǎo)體鰭208的每一個(gè)均位于兩個(gè)相鄰的溝槽206之間。

在形成溝槽206和半導(dǎo)體鰭208后，然后去除圖案化的光刻膠層204。在至少一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)等離子體灰化工藝去除圖案化的光刻膠層204。在一個(gè)實(shí)施例中，可以實(shí)施清洗工藝以去除半導(dǎo)體襯底200a和半導(dǎo)體鰭208的原生氧化物。可以使用稀釋的氫氟酸(dhf)或其他合適的清洗溶液來(lái)實(shí)施清洗工藝。

圖3c是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，以及圖4c是沿著圖3c的線i-i’所截取的finfet的截面圖。在圖1的步驟s30中，并且如圖3b到3c和圖4b到圖4c所示，絕緣材料形成在半導(dǎo)體襯底200a上方以覆蓋半導(dǎo)體鰭208并填充溝槽206。除了半導(dǎo)體鰭208之外，絕緣材料210進(jìn)一步覆蓋圖案化的墊層202a’和圖案化的掩模層202b’。絕緣材料210可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅，旋涂介電材料或低k介電材料?？赏ㄟ^(guò)高密度等離子體化學(xué)汽相沉積(hdp-cvd)，次大氣壓cvd(sacvd)或旋轉(zhuǎn)形成絕緣材料210。

圖3d是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，以及圖4d是沿著圖3d的線i-i’所截取的finfet的截面圖。在圖1中的步驟s30中，并且如圖3c和圖3d以及圖4c和圖4d所示，例如，實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光工藝以去除絕緣材料210的部分、圖案化的掩模層202b’和圖案化的墊層202a’直到暴露半導(dǎo)體鰭208。如圖3d和圖4d所示，在拋光絕緣材料210之后，拋光的絕緣材料210的頂面與半導(dǎo)體鰭208的頂面t2基本共面。

圖3e是處于制造步驟的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，圖4e是沿著圖3e的線i-i’所截取的finfet的截面圖。在圖1中的步驟s30中，并且如圖3d和圖3e以及圖4d和圖4e所示，通過(guò)蝕刻工藝部分地去除填充在溝槽206中的拋光的絕緣材料210，從而使得絕緣體210a形成在半導(dǎo)體襯底200a上并且每個(gè)絕緣體210a位于兩個(gè)相鄰的絕緣體鰭208之間。在至少一個(gè)實(shí)施例中，絕緣體210a的一個(gè)的頂面t1和半導(dǎo)體鰭208的一個(gè)側(cè)壁之間的夾角θ可以是90°。在一個(gè)實(shí)施例中，蝕刻工藝可以是使用氫氟酸(hf)的濕蝕刻工藝或可以是干蝕刻工藝。絕緣體210a的頂面t低于半導(dǎo)體鰭208的頂面t2。即，半導(dǎo)體鰭208從絕緣體210a的頂面t1突出。半導(dǎo)體鰭208的頂面t2和絕緣體210a的頂面t1的高度差在從約15nm至約50nm的范圍內(nèi)。

圖3f是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，以及圖4f是沿著圖3f的線i-i’所截取的finfet的截面圖。在圖1的步驟s40中，并如圖3e和圖3f和圖4e和圖4f所示，柵極堆疊件212沿著<551>方向形成在半導(dǎo)體鰭208的部分和絕緣體210a的部分上方。也就是說(shuō)，柵極堆疊件212在<551>方向上延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，柵極堆疊件212的延伸方向(例如，<551>方向)垂直于半導(dǎo)體鰭208的延伸方向，從而覆蓋半導(dǎo)體鰭208的中間部分m(如圖4f中所示)。半導(dǎo)體鰭208的一個(gè)和柵極堆疊件212之間的接觸區(qū)位于中間部分m上,其中接觸區(qū)設(shè)置在硅(551)平面(plane)上。上述中間部分m可以用作三柵極finfet的溝道。在這種配置中，半導(dǎo)體鰭208的側(cè)壁(例如，中間部分m或溝道)在原子水平(例如，硅原子)上特別平滑，從而形成如圖3b和圖4b所述的半導(dǎo)體鰭208的平坦的側(cè)壁，半導(dǎo)體鰭208的平坦的側(cè)壁傾向于促進(jìn)更高的載流子遷移率和更強(qiáng)的器件性能。柵極堆疊件212包括柵極介電層212a和設(shè)置在柵極介電層212a上方的柵電極層212b。柵極介電層212a(原文中是212b)設(shè)置在半導(dǎo)體鰭208的部分上方以及絕緣體210a的部分上方。

形成柵極電介質(zhì)212a以覆蓋半導(dǎo)體鰭208的中間部分m。在一些實(shí)施例中，該柵極介電層212a可以包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅，或高k電介質(zhì)。高-k電介質(zhì)包括金屬氧化物。用于高k電介質(zhì)的金屬氧化物的實(shí)例包括li、be、mg、ca、sr、sc、y、zr、hf、al、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu的氧化物和/或它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，該柵極介電層212a是具有在從約10埃至約30埃的范圍內(nèi)的厚度的高k介電層。可以使用諸如原子層沉積(ald)，化學(xué)汽相沉積(cvd)、物理汽相沉積(pvd)、熱氧化、uv-臭氧氧化或它們的組合的適當(dāng)?shù)墓に囆纬蓶艠O介電層212a。柵極介電層212a可以進(jìn)一步包括界面層(未示出)以降低柵極介電層212a和半導(dǎo)體鰭208之間的損壞。界面層可以包括氧化硅。

然后，在柵極介電層212a上形成柵電極層212b。在一些實(shí)施例中，柵電極層212b可以包括單層或多層結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，柵電極層212b可包括多晶硅或金屬，諸如al、cu、w、ti、ta、tin、tial、tialn、tan、nisi、cosi具有與半導(dǎo)體襯底材料可兼容的功函數(shù)的其他導(dǎo)電材料或它們的組合。在一些實(shí)施例中，柵電極層212b包括含硅材料，諸如多晶硅、非晶硅或它們的組合，并且在形成應(yīng)變材料214之前形成。在一些實(shí)施例中，柵電極層212b的厚度在從約30nm至約60nm的范圍內(nèi)?？梢允褂弥T如ald、cvd、pvd、電鍍或它們的組合的合適的工藝形成柵電極層212b。

此外，柵極堆疊件212還包括設(shè)置在柵極介電層212a和柵電極層212b的側(cè)壁上的間隔件212c。在一個(gè)實(shí)施例中，形成一對(duì)兒間隔件212c以進(jìn)一步覆蓋半導(dǎo)體鰭208的部分。間隔件212c是由介電材料形成的，諸如氮化硅或sicon。間隔件212c可以包括單層或多層結(jié)構(gòu)。在后文中，將半導(dǎo)體鰭208的未被柵極堆疊件212覆蓋的部分稱為暴露部分e。

圖3g是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，圖4g是沿著圖3g的線ii-ii’所截取的finfet的截面圖，其中，線ii-ii’在<551>方向上延伸。在圖1的步驟s50中，并如圖3f和圖3g和圖4f和圖4g所示，應(yīng)變材料部分214形成在被柵極堆疊件212暴露的半導(dǎo)體鰭208上方，并且如圖3g和圖4g所示，應(yīng)變材料部分214延伸超出絕緣體210a的頂面t1。應(yīng)變材料部分214包括設(shè)置在柵極堆疊件212的一側(cè)處的源極和設(shè)置在柵極堆疊件212的另一側(cè)處的漏極。源極覆蓋半導(dǎo)體鰭208的一端并且漏極覆蓋半導(dǎo)體鰭208的另一端。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)lpcvd工藝外延生長(zhǎng)諸如碳化硅(sic)的應(yīng)變材料部分214以形成n型finfet的源極和漏極。在另一實(shí)施例中，通過(guò)lpcvd工藝外延生長(zhǎng)諸如硅鍺(sige)的應(yīng)變材料部分214以形成p型finfet的源極和漏極。

圖5a是處于另一制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，以及圖6a是沿著圖5a的線ii-ii’所截取的finfet的截面圖，其中，線ii-ii’在<551>方向上延伸并且平行于線i-i’，并且，線ii-ii’在圖3a和圖3g和圖4a和圖4g中示出。在實(shí)施例中，finfet的制造步驟包括實(shí)施與在圖3a和圖3f和4a和圖4f中示出的步驟相同或類似的工藝步驟。形成柵極堆疊件212之后,去除半導(dǎo)體鰭208的暴露的部分e(如圖3f所示)并使其凹進(jìn)以形成凹進(jìn)部分r(如圖5a和圖6a所示)。例如，通過(guò)各向異性蝕刻、各向同性蝕刻或其組合去除暴露的部分e。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體鰭208的暴露部分e凹進(jìn)為低于絕緣體210a的頂面t1。凹進(jìn)部分r的深度小于隔離件210a的厚度。換句話說(shuō)，不完全去除導(dǎo)體鰭208的暴露的部分e。在這種情況下，每個(gè)半導(dǎo)體鰭208的頂部均低于絕緣體210a的頂面t1。即，絕緣體210a的頂面t1和半導(dǎo)體鰭208的頂面t2’(圖中為t2)高度不同。此外，如圖5a和圖6a所示，當(dāng)凹進(jìn)半導(dǎo)體鰭208的暴露部分e時(shí)，半導(dǎo)體鰭208的被柵極堆疊件212覆蓋的部分沒(méi)有被去除。半導(dǎo)體鰭208的被柵極堆疊件212覆蓋的部分暴露于柵極堆疊件212的側(cè)壁。

圖5b是處于制造方法的各個(gè)階段之一的finfet器件的立體圖，以及圖6b是沿著圖5b的線ii-ii’所截取的finfet的截面圖。在圖1中的步驟s50中，并且如圖5a和圖5b和圖6a和圖6b所示，在半導(dǎo)體鰭208的凹進(jìn)部分r上方形成應(yīng)變材料部分214，并且應(yīng)變材料部分214延伸超出絕緣體210a的頂面t1以使半導(dǎo)體鰭208應(yīng)變或者對(duì)半導(dǎo)體鰭208施加應(yīng)力。應(yīng)變材料部分214包括設(shè)置在柵極堆疊件212的一側(cè)處的源極和設(shè)置在柵極堆疊件212的另一側(cè)處的漏極。源極覆蓋半導(dǎo)體鰭208的第一端并且漏極覆蓋半導(dǎo)體鰭208的另一端。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)lpcvd工藝外延生長(zhǎng)諸如碳化硅(sic)的應(yīng)變材料部分214以形成n型finfet的源極和漏極。在另一實(shí)施例中，通過(guò)lpcvd工藝外延生長(zhǎng)諸如硅鍺(sige)的應(yīng)變材料部分214以形成p型finfet的源極和漏極。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種制造finfet的方法包括至少以下步驟。通過(guò)從半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面法向向量?jī)A斜8.05±2°來(lái)確定<551>方向。沿著垂直于<551>方向的晶格面圖案化半導(dǎo)體襯底，從而在半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽和形成具有設(shè)置在(551)晶格面上的側(cè)壁的至少一個(gè)半導(dǎo)體鰭。絕緣體位于溝槽中。在半導(dǎo)體鰭的部分上方和絕緣體的部分上方形成柵極堆疊件。在由柵極堆疊件暴露的半導(dǎo)體鰭上方形成應(yīng)變材料部分。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種制造finfet的方法包括至少以下步驟。提供具有(110)晶格面的半導(dǎo)體襯底。確定(110)晶格面的法向向量。通過(guò)從(110)晶格面的法向向量?jī)A斜8.05±2°來(lái)確定<551>方向。然后，在半導(dǎo)體襯底上方形成與垂直于<551>方向的晶格面相對(duì)應(yīng)的圖案化的光刻膠層204。通過(guò)使用圖案化的光刻膠層作為掩模圖案化半導(dǎo)體襯底，以在半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽和位于溝槽之間的至少一個(gè)半導(dǎo)體鰭，其中，半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁形成為設(shè)置于(551)晶格面上。去除圖案化的光刻膠層。形成位于溝槽中的絕緣體。在半導(dǎo)體鰭的部分上方和絕緣體的部分上方形成柵極堆疊件。在由柵極堆疊件暴露的半導(dǎo)體鰭上方形成應(yīng)變材料部分。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，finfet包括半導(dǎo)體襯底，多個(gè)絕緣體，柵極堆疊件和應(yīng)變材料部分。半導(dǎo)體襯底包括位于半導(dǎo)體上的至少兩個(gè)半導(dǎo)體鰭，其中，每個(gè)半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁設(shè)置在(551)晶格面上，以及連接有兩個(gè)相鄰的半導(dǎo)體鰭的半導(dǎo)體襯底設(shè)置在(110)晶格面上。絕緣體設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上，并且半導(dǎo)體鰭被絕緣體夾住。柵極堆疊件位于在半導(dǎo)體鰭的部分上方和絕緣體的部分上方。應(yīng)變材料部分覆蓋半導(dǎo)體鰭的由柵極堆疊件暴露的部分。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種制造鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，包括：通過(guò)從半導(dǎo)體襯底的(110)晶格面的法向向量?jī)A斜8.05±2度來(lái)確定<551>方向；沿著垂直于所述<551>方向的晶格面圖案化所述半導(dǎo)體襯底以在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽以及形成具有設(shè)置在(551)晶格面上的側(cè)壁的至少一個(gè)半導(dǎo)體鰭；在所述溝槽中形成多個(gè)絕緣體；在所述半導(dǎo)體鰭的部分上方和所述絕緣體的部分上方形成柵極堆疊件；以及在由所述柵極堆疊件暴露的所述半導(dǎo)體鰭上方形成應(yīng)變材料部分。

在上述方法中，沿著所述<551>方向形成所述柵極堆疊件。

在上述方法中，所述柵極堆疊件的延伸方向垂直于所述半導(dǎo)體鰭的延伸方向。

在上述方法中，所述半導(dǎo)體鰭形成在兩個(gè)相鄰的溝槽之間。

在上述方法中，所述絕緣體的一個(gè)和所述半導(dǎo)體鰭的所述側(cè)壁的一個(gè)之間的夾角為90°。

在上述方法中，還包括：在形成所述柵極堆疊件之后，去除被所述柵極堆疊件暴露的所述半導(dǎo)體鰭以形成所述半導(dǎo)體鰭的凹進(jìn)部分，并且所述應(yīng)變材料部分填充在所述半導(dǎo)體鰭的所述凹進(jìn)部分內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，還提供了一種制造鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，包括：提供具有(110)晶格面的半導(dǎo)體襯底；確定所述(110)晶格面的法向向量；通過(guò)從所述(110)晶格面的所述法向向量?jī)A斜8.05±2度來(lái)確定<551>方向；在所述半導(dǎo)體襯底上方形成與垂直于所述<551>方向的晶格面相對(duì)應(yīng)的圖案化的光刻膠層；通過(guò)使用所述圖案化的光刻膠層作為掩模圖案化是半導(dǎo)體襯底，以在所述半導(dǎo)體襯底中形成多個(gè)溝槽以及形成位于所述溝槽之間的至少一個(gè)半導(dǎo)體鰭，其中，所述半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁形成為設(shè)置在(551)晶格面上；去除所述圖案化的光刻膠層；在所述溝槽中形成多個(gè)絕緣體；在所述半導(dǎo)體鰭的部分上方和所述絕緣體的部分上方形成柵極堆疊件；以及在由所述柵極堆疊件暴露的所述半導(dǎo)體鰭上方形成應(yīng)變材料部分。

在上述方法中，沿著所述<551>方向形成所述柵極堆疊件。

在上述方法中，所述柵極堆疊件的延伸方向垂直于所述半導(dǎo)體鰭的延伸方向。

在上述方法中，所述絕緣體的一個(gè)和所述半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁的一個(gè)之間的夾角為90°。

在上述方法中，還包括：在形成所述柵極堆疊件之后，去除被所述柵極堆疊件暴露的所述半導(dǎo)體鰭以形成所述半導(dǎo)體鰭的凹進(jìn)部分，并且所述應(yīng)變材料部分填充在所述半導(dǎo)體鰭的所述凹進(jìn)部分內(nèi)。

在上述方法中，所述應(yīng)變材料部分包括摻雜有p型摻雜劑的sige，或所述應(yīng)變材料部分包括摻雜有n型摻雜劑的sic。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，還提供了一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)，包括：半導(dǎo)體襯底，包括位于所述半導(dǎo)體上的至少兩個(gè)半導(dǎo)體鰭，其中，每個(gè)所述半導(dǎo)體鰭的側(cè)壁均設(shè)置在(551)晶格面上，以及連接兩個(gè)相鄰的所述半導(dǎo)體鰭的半導(dǎo)體襯底的頂面具有(110)晶格面；多個(gè)絕緣體，設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底上，所述半導(dǎo)體鰭被所述絕緣體夾?。粬艠O堆疊件，位于所述半導(dǎo)體鰭的部分上方和所述絕緣體的部分上方；以及應(yīng)變材料部分，覆蓋所述半導(dǎo)體鰭的由所述柵極堆疊件暴露的部分。

在上述方法中，所述柵極堆疊件包括：柵極介電層，設(shè)置在所述半導(dǎo)體鰭上方；柵極，設(shè)置在所述柵極介電層上方；以及多個(gè)間隔件，設(shè)置在所述柵極介電層和所述柵極的側(cè)壁上。

在上述方法中，所述半導(dǎo)體鰭的每個(gè)側(cè)壁是平坦的。

在上述方法中，所述柵極堆疊件在<551>方向上延伸。

在上述方法中，所述柵極堆疊件的延伸方向垂直于所述半導(dǎo)體鰭的延伸方向。

在上述方法中，所述絕緣體的一個(gè)和所述半導(dǎo)體鰭的所述側(cè)壁的一個(gè)之間的夾角為90°。

在上述方法中，所述半導(dǎo)體鰭的每個(gè)還包括凹進(jìn)部分，并且所述應(yīng)變材料部分填充在每個(gè)所述半導(dǎo)體鰭的所述凹進(jìn)部分內(nèi)。

在上述方法中，所述應(yīng)變材料部分包括摻雜有p型摻雜劑的sige，或所述應(yīng)變材料部分包括摻雜有n型摻雜劑的sic。

上述內(nèi)容概括了幾個(gè)實(shí)施例的特征使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可更好地理解本公開(kāi)的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他的處理和結(jié)構(gòu)以用于達(dá)到與本發(fā)明所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這些等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。