小平面式鰭式場效應(yīng)晶體管的制作方法
【專利摘要】在許多其他方面，還提供了包括一個或多個小平面表面的半導(dǎo)體器件以及用于形成該半導(dǎo)體器件的技術(shù)。諸如finFET的半導(dǎo)體器件包括形成于半導(dǎo)體襯底上的鰭。鰭包括源極區(qū)、溝道和漏極區(qū)。圍繞該溝槽形成柵極。對鰭的上鰭部進(jìn)行退火，例如通過氫退火工藝，以形成一個或多個小平面表面。例如，上鰭部包括形成為與第二小平面表面相鄰且相對于第二小平面表面成大于90度的角度的第一小平面表面，這導(dǎo)致第一小平面表面和第二小平面表面之間轉(zhuǎn)角的尖銳度減小。這樣，該轉(zhuǎn)角附近的電場與鰭內(nèi)的其他地方所感應(yīng)到的電場基本一致。本發(fā)明還公開了一種小平面式鰭式場效應(yīng)晶體管。
【專利說明】小平面式鰭式場效應(yīng)晶體管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種小平面式(faceted)鰭式場效應(yīng)晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002]為了達(dá)到集成電路的電路密度增加，因而減小這些集成電路中的諸如場效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體器件的尺寸。然而，減小半導(dǎo)體器件的尺寸會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的溝道長度減小。減小溝道長度會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的源極區(qū)和漏極區(qū)相互之間更為接近，這會使得源極區(qū)和漏極區(qū)向溝道施加不適當(dāng)?shù)挠绊?，更精確地為通常被稱作短溝道效應(yīng)的溝道內(nèi)的過載。因此，受短溝道效應(yīng)影響的半導(dǎo)體器件的柵極對溝道的控制能力減少，也即，在其它事情中抑制柵極控制半導(dǎo)體器件的開和/或關(guān)狀態(tài)的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]所提供的概述以簡化的形式來介紹將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的概念的選擇。概述并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵因素和必要特征，也不旨在用以限制所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0004]在此提供一個或多個半導(dǎo)體器件以及用于形成這種半導(dǎo)體器件的技術(shù)。諸如FinFET的半導(dǎo)體器件包括形成于半導(dǎo)體襯底上的鰭。柵極結(jié)構(gòu)圍繞鰭的至少一部分，例如鰭的上鰭部中的溝道。在溝道的第一側(cè)且鰭的第一部分內(nèi)形成源極區(qū)，并在溝道的第二側(cè)且鰭的第二部分內(nèi)形成漏極區(qū)。由于柵極結(jié)構(gòu)圍繞溝道形成并且位于多側(cè)，因此相對于例如僅形成于溝道之上的柵極結(jié)構(gòu)，該柵極結(jié)構(gòu)對該溝道以及其中的載流子具有相對較大的控制能力。然而，如果上鰭部的形狀具有相對尖銳的例如90度的轉(zhuǎn)角，則該尖角附近的電場相比于該鰭的其他部分附近的電場相對較高，這樣，由于在該鰭中產(chǎn)生了不均勻的能量場，因此導(dǎo)致降低了可靠性。
[0005]因此，如在此提供的，根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)來形成半導(dǎo)體器件的鰭。在一些實(shí)施例中，鰭包括一個或多個小平面表面，它們形成為相互相鄰并成大于90的角度。例如，鰭包括第一小平面表面，其形成為與第二小平面表面相鄰且相對于第二小平面表面成大于90度的角度。在一些實(shí)施例中，鰭包括與半導(dǎo)體襯底的表面大致平行形成的第一小平面表面。鰭包括與半導(dǎo)體襯底的表面大致垂直形成的第二小平面表面。鰭包括與第二小平面表面大致平行形成的第三小平面表面。鰭包括一個或多個另外的小平面表面例如與第一小平面表面和第二小平面表面大致相鄰的第四小平面表面。
[0006]在形成半導(dǎo)體的一些實(shí)施例中，在半導(dǎo)體襯底上形成鰭，并將鰭設(shè)置于第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間。對鰭的上鰭部進(jìn)行退火，例如通過氫退火工藝，以形成第一小平面表面和第二小平面表面。與第二小平面表面相鄰并相對于第二小平面表面成大于90度的角度來形成第一小平面表面。在一些實(shí)施例中，上鰭部包括一個或多個另外的小平面表面。在退火的一些實(shí)施例中，上鰭部經(jīng)受大約700C(攝氏度)至大約900C之間的溫度，這降低了諸如硅(Si)上鰭部的上鰭部的表面壓力，因此基于表面擴(kuò)散(diffusion)來形成第一小平面表面和第二小平面表面。例如，表面壓力降低至低于大約80托。在退火的一些實(shí)施例中，上鰭部經(jīng)受大約400C至大約600C之間的溫度，這降低了諸如鍺(Ge)上鰭部的上鰭部的表面壓力，以便基于表面擴(kuò)散來形成第一小平面表面和第二小平面表面。例如，表面壓力降低至低于大約80托。由于依據(jù)小平面結(jié)構(gòu)來形成鰭，因此相比于正方或矩形結(jié)構(gòu)，該鰭具有尖銳度相對低的轉(zhuǎn)角。與在具有相對尖銳的轉(zhuǎn)角的鰭內(nèi)產(chǎn)生的電場相比，轉(zhuǎn)角尖銳度的減小致使鰭內(nèi)的電場更為均勻。這樣，由于例如鰭內(nèi)相對均勻的電場，因此提升了半導(dǎo)體器件的可靠性。
[0007]本發(fā)明的一方面提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:
[0008]設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間的鰭，所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)形成在半導(dǎo)體襯底上，所述鰭包括延伸至所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)之上的上鰭部，所述上鰭部包括第一小平面表面和第二小平面表面，所述第一小平面表面形成為與所述第二小平面表面相鄰且相對于所述第二小平面表面成大于90度的角度。
[0009]在可選實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件包括:圍繞所述第一小平面表面和所述第二小平面表面形成的柵極結(jié)構(gòu)。
[0010]在可選實(shí)施例中，所述鰭包括硅(Si)和鍺(Ge)中的至少一種。
[0011]在可選實(shí)施例中，所述上鰭部包括一個或多個另外的小平面表面。
[0012]在可選實(shí)施例中，所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)中的至少一個包括淺溝槽隔離件(STI)。
[0013]在可選實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件包括:設(shè)置于柵極結(jié)構(gòu)與所述第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)中的至少一個之間的介電層。
[0014]在可選實(shí)施例中，所述第二小平面表面形成為與所述上鰭部的第三小平面表面相鄰且相對于所述第三小平面表面成大于90度的角度。
[0015]本發(fā)明的另一方面還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:
[0016]形成在半導(dǎo)體襯底上的鰭，所述鰭包括根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)形成的上鰭部；以及，形成圍繞所述上鰭部的柵極結(jié)構(gòu)。
[0017]在可選實(shí)施例中，所述上鰭部包括:與所述半導(dǎo)體襯底的表面大致平行形成的第一小平面表面；與所述半導(dǎo)體襯底的表面大致垂直形成的第二小平面表面；與所述第二小平面表面大致平行形成的第三小平面表面；以及，與所述第一小平面表面和所述第二小平面表面大致相鄰形成的第四小平面表面。
[0018]在可選實(shí)施例中，所述上鰭部包括:與所述第一小平面表面和所述第三小平面表面大致相鄰形成的第五小平面表面。
[0019]在可選實(shí)施例中，所述鰭形成在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間，所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)形成在所述半導(dǎo)體襯底上。
[0020]本發(fā)明的又一方面還提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，包括:
[0021]在半導(dǎo)體襯底上形成鰭，所述鰭設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間；以及，對所述鰭的上鰭部進(jìn)行退火，以形成第一小平面表面和第二小平面表面，所述第一小平面表面形成為與所述第二小平面表面相鄰且相對于所述第二小平面表面成大于90度的角度。[0022]在可選實(shí)施例中，所述退火包括:以大約700C至大約900C之間的溫度對所述上鰭部進(jìn)行退火以降低所述上鰭部的表面壓力，從而基于表面擴(kuò)散來形成所述第一小平面表面和所述第二小平面表面。
[0023]在可選實(shí)施例中，所述退火包括:降低所述表面壓力至低于大約80托。
[0024]在可選實(shí)施例中，所述退火包括:以大約400C至大約600C之間的溫度對所述上鰭部進(jìn)行退火以降低所述上鰭部的表面壓力，從而基于表面擴(kuò)散來形成所述第一小平面表面和所述第二小平面表面。
[0025]在可選實(shí)施例中，所述退火包括:降低所述表面壓力至低于大約80托。
[0026]在可選實(shí)施例中，所述方法包括:在所述半導(dǎo)體襯底中蝕刻第一溝槽；在所述半導(dǎo)體襯底中蝕刻第二溝槽，從而產(chǎn)生設(shè)置于所述第一溝槽和所述第二溝槽之間的鰭；在所述第一溝槽中沉積氧化物以形成作為所述第一隔離結(jié)構(gòu)的第一淺隔離溝槽(STI);以及，在所述第二溝槽中沉積氧化物以形成作為所述第二隔離結(jié)構(gòu)的第二 STI。
[0027]在可選實(shí)施例中，所述方法還包括:在所述半導(dǎo)體襯底中蝕刻第一溝槽；在所述半導(dǎo)體襯底中蝕刻第二溝槽；在所述第一溝槽中沉積氧化物以形成作為所述第一隔離結(jié)構(gòu)的第一淺隔離溝槽(STI);在所述第二溝槽中沉積氧化物以形成作為所述第二隔離結(jié)構(gòu)的第二 STI ;在所述第一個STI和所述第二 STI之間蝕刻第三溝槽；以及，在所述第三溝槽中生長鍺(Ge)以形成所述鰭。
[0028]在可選實(shí)施例中，所述退火包括:在所述上鰭部上形成一個或多個另外的小平面表面。
[0029]在可選實(shí)施例中，所述方法還包括:圍繞所述第一小平面表面和所述第二小平面表面形成柵極結(jié)構(gòu)。
[0030]在可選實(shí)施例中，所述方法還包括:在所述鰭內(nèi)形成源極區(qū)和漏極區(qū)。
[0031]以下的說明書以及隨附附圖闡明某些說明性的方面和實(shí)施方式。而這是可實(shí)施的一個或多個方面的各種方法中的很少一部分。當(dāng)結(jié)合隨附附圖考慮時，通過以下詳細(xì)描述使得所公開的其他方面、優(yōu)點(diǎn)以及新穎的特征將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的包括一個或多個小平面表面的半導(dǎo)體器件的示圖。
[0033]圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件沿著圖1的2-2線的橫截面圖。
[0034]圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫截面圖。
[0035]圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件沿著圖1的4-4線的橫截面圖。
[0036]圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
[0037]圖6是示出根據(jù)一些實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的實(shí)例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)參考附圖來描述所保護(hù)的主題，其中，在全文中相同的附圖標(biāo)記通常用于指代相同的元件。在以下說明中，為了說明的目的，闡明諸多具體細(xì)節(jié)以提供對所保護(hù)的主題的理解。然而，明顯地，即使沒有這些具體細(xì)節(jié)，所保護(hù)的主題也是可實(shí)施的。在其他例子中，以框圖形式說明結(jié)構(gòu)和器件以方便描述所保護(hù)的主題。[0039]圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的示例。在示例中，半導(dǎo)體器件100包括鰭式場效應(yīng)晶體管(finFET)器件。半導(dǎo)體器件100形成于例如硅(Si)襯底的半導(dǎo)體襯底上，并因此包括一些實(shí)施例中的至少一些半導(dǎo)體襯底102。半導(dǎo)體器件100包括形成于半導(dǎo)體襯底102上的鰭108。在示例中，使用與半導(dǎo)體襯底102相關(guān)聯(lián)的硅(Si)形成鰭108。在另一示例中，鰭108包括與半導(dǎo)體襯底102不同的例如鍺(Ge)的材料，其生長于蝕刻入半導(dǎo)體襯底102中的溝槽中。鰭108形成于例如第一淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)的第一隔離結(jié)構(gòu)104和例如第二 STI結(jié)構(gòu)的第二隔離結(jié)構(gòu)106之間。
[0040]鰭108包括延伸在第一隔離結(jié)構(gòu)104和第二隔離結(jié)構(gòu)106之上的上鰭部108a，例如延伸在圖1中的虛線160之上的部分。圍繞上鰭部108a的至少一部分形成柵極結(jié)構(gòu)110。例如，圍繞鰭108內(nèi)的溝道形成柵極結(jié)構(gòu)，并用于對該溝道進(jìn)行控制以打開或者關(guān)閉半導(dǎo)體器件100，例如通過控制在源極區(qū)和漏極區(qū)之間溝道內(nèi)的載流子的運(yùn)動。在示例中，源極區(qū)形成于鰭108內(nèi)且位于溝道的第一側(cè)，并且漏極區(qū)形成于鰭108內(nèi)且位于溝道的與該第一側(cè)相對的第二側(cè)。在示例中，介電區(qū)域(未示出)設(shè)置于柵極結(jié)構(gòu)110和第一隔離結(jié)構(gòu)104或第二隔離結(jié)構(gòu)106中的至少一個之間。這樣，如圖5所示，柵極結(jié)構(gòu)110、溝道、源極區(qū)和漏極區(qū)形成finFET器件的至少一些部分。
[0041]如果例如由于上鰭部108a的尖角，導(dǎo)致與鰭108相關(guān)的電場不均勻，則半導(dǎo)體器件100的可靠性下降。例如，下降的可靠性會影響柵極結(jié)構(gòu)110在特定的偏壓打開或者關(guān)閉半導(dǎo)體器件100的能力，該偏壓通常經(jīng)由柵極結(jié)構(gòu)110施加至鰭108。因此，如在此提供的，依據(jù)相比于與非小平面結(jié)構(gòu)(例如正方或矩形結(jié)構(gòu))相關(guān)的相對尖銳的轉(zhuǎn)角減小上鰭部108a的轉(zhuǎn)角的尖銳度的小平面結(jié)構(gòu)來形成上鰭部108a。此外，在一些實(shí)施例中，依據(jù)小平面結(jié)構(gòu)來形成上鰭部108a影響鰭108的晶面(crystallographic plane),這影響載流子特別是在溝道中的移動性。即，例如，載流子的移動性在不同的晶面中是不同的。例如，通常，與其他平面相比，在(111)平面中鍺(Ge)中的電子遷移率一般較高，而與其他平面相t匕，在(110)平面中空穴遷移率較高。因此，在鰭包括Ge的情況，例如，在上鰭部形成一個或者多個小平面以使至少一些小平面具有例如與(100)方向相對的(111)或(110)表面方向，促進(jìn)所得到的半導(dǎo)體器件的期望操作。因此，依據(jù)其他情況下的設(shè)計規(guī)格，可對以下方面進(jìn)行控制、調(diào)整等以使得鰭108或其小平面部具有例如期望的晶面:例如用于形成鰭的材料(如，硅或鍺)；例如半導(dǎo)體器件的期望操作(如所需的以使載流子在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道中進(jìn)行導(dǎo)電或者使半導(dǎo)體器件關(guān)閉或打開的偏壓)；例如制造工藝參數(shù)(如退火溫度、壓力、環(huán)境氣體等)。
[0042]在小平面結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，上鰭部108a包括第一小平面表面108b以及第二小平面表面108c。第一小平面表面108b形成為與第二小平面表面108c相鄰并相對于第二小平面表面108c成大于90度的角度。在小平面結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，上鰭部108a包括一個或者多個另外的小平面表面。例如，上鰭部108a包括第三小平面表面108d、第四小平面表面108e和第五小平面表面108f。在示例中，第二小平面表面108c形成為與第三小平面表面108d相鄰地并相對于第三小平面表面108d成大于90度的角度。這樣，由于小平面結(jié)構(gòu)具有在相鄰平面結(jié)構(gòu)之間成90度或更大的角度，因此減輕了上鰭部108a的轉(zhuǎn)角的尖銳度。
[0043]圖2示出了根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100沿著圖1的2-2線的橫截面圖的示例200。半導(dǎo)體器件100形成于例如硅(Si)襯底的半導(dǎo)體襯底上，并因此一些實(shí)施例中包括至少一些半導(dǎo)體襯底102。第一隔離結(jié)構(gòu)104和第二隔離結(jié)構(gòu)106形成于半導(dǎo)體襯底102上。半導(dǎo)體器件100包括設(shè)置于第一隔離結(jié)構(gòu)104與第二隔離結(jié)構(gòu)106之間的鰭108。鰭108包括至少部分被柵極結(jié)構(gòu)110所圍繞的上鰭部108a。依據(jù)降低上鰭部108a的轉(zhuǎn)角的尖銳度的小平面結(jié)構(gòu)來形成上鰭部108a。這樣，由于上鰭部108a的轉(zhuǎn)角附近的電場與鰭108的其他部分(例如上鰭部108a的中部)附近的電場基本一致，因此開發(fā)出了在鰭108中的實(shí)質(zhì)上更均勻的電場。
[0044]在一些實(shí)施例中，上鰭部108a包括第一小平面表面108b、第二小平面表面108c、第三小平面表面108d、第四小平面表面108e和第五小平面表面108f。優(yōu)選地，上鰭部108a可包括任何數(shù)量的小平面表面而不局限于五個小平面表面。在示例中，第二小平面表面108c形成為與半導(dǎo)體襯底102的表面170大致平行。第四小平面表面108e形成為與半導(dǎo)體襯底102的表面170大致相垂直。第五小平面表面108f形成為與第四小平面表面108e大致平行。第一小平面表面108b形成為與第二小平面表面108c和第五小平面表面108f相鄰。第三小平面表面108d形成為與第二小平面表面108c和第四小平面表面108e大致相鄰。在一些實(shí)施例中，以相對于半導(dǎo)體襯底102的表面170成大約45度的角度來形成第一小平面表面108b或第三小平面表面108d中的一個或多個。在小平面結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，以相互之間成大于90度的角度來形成一個或多個小平面表面。在示例中，第二小平面表面108c與第三小平面表面108d之間的第一角度202大于90度。在另一不例中，第三小平面表面108d與第四小平面表面108e之間的第二角度204大于90度。
[0045]在上鰭部108a的一些實(shí)施例中，以與第一隔離結(jié)構(gòu)104的表面180相隔第一距離206來形成第二小平面表面108c。例如，表示上鰭部108a的高度的第一距離206在大約IOnm至大約50nm之間。第四小平面表面108e的長度210在大約Onm至大約40nm之間。在示例中，長度210小于第一距離206。上鰭部108a的寬度212在大約5nm至大約40nm之間。第二小平面表面108c的長度208在大約Onm至大約IOnm之間。應(yīng)該理解,距離、長度和寬度值僅為鰭108和上鰭部108a的一些實(shí)施例中的不被限定的例子。
[0046]圖3示出了根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的橫截面圖的示例300。半導(dǎo)體器件100形成于例如硅(Si)襯底的半導(dǎo)體襯底上，并因此在一些實(shí)施例中包括至少一些半導(dǎo)體襯底102。第一隔離結(jié)構(gòu)104和第二隔離結(jié)構(gòu)106形成于半導(dǎo)體襯底102上。半導(dǎo)體器件100包括設(shè)置于第一隔離結(jié)構(gòu)104與第二隔離結(jié)構(gòu)106之間的鰭108。鰭108包括上鰭部108a。柵極結(jié)構(gòu)110圍繞上鰭部108a的至少一部分。根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)來形成上鰭部108ao
[0047]在小平面結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，上鰭部108a包括第一小平面表面108b、第二小平面表面108c、第三小平面表面108d、第四小平面表面108e、第五小平面表面108f、第六小平面表面108g和第七小平面表面108h。應(yīng)該理解，上鰭部108a可包括任何數(shù)量的小平面表面。在示例中，第二小平面表面108c形成為與半導(dǎo)體襯底102的表面170大致平行。第四小平面表面108e形成為與半導(dǎo)體襯底102的表面170大致相垂直。第五小平面表面108f形成與第四小平面表面108e大致平行。第一小平面表面108b形成為與第二小平面表面108c和第六小平面表面108g相鄰。第三小平面表面108d形成為與第二小平面表面108c和第七小平面表面108h大致相鄰。第六小平面表面108g形成為與第一小平面表面108b和第五小平面表面108f大致相鄰。第七小平面表面108h形成為與第三小平面表面108d和第四小平面表面IOSe大致相鄰。在小平面結(jié)構(gòu)的一些實(shí)施例中，以相互之間成大于90度的角度來形成一個或多個小平面表面。在示例中，第二小平面表面108c與第三小平面表面108d之間的第三角度302大于90度。在另一示例中，第三小平面表面108d與第七小平面表面108h之間的第四角度304大于90度。在另一示例中，第七小平面表面108h與第四小平面表面108e之間的第五角度306大于90度。
[0048]在上鰭部108a的一些實(shí)施例中，第二小平面表面108c形成為與第一隔離結(jié)構(gòu)104的表面180相隔第一距離308。例如，表示上鰭部108a的高度的第一距離308處于大約IOnm至大約50nm之間。例如，第四小平面表面108e的長度312處于大約Onm至大約40nm之間。在示例中，長度312小于第一距離308。在另一示例中，長度312小于在圖2的例子200中示出的第四小平面表面108e的長度210。例如，上鰭部108a的寬度314處于大約5nm至大約40nm之間。例如，第二小平面表面108c的長度310處于大約Onm至大約IOnm之間。應(yīng)當(dāng)理解，距離、長度和寬度值僅為鰭108和上鰭部108a的一些實(shí)施例中的不被限定的例子。
[0049]圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的沿著圖1中的4-4線的橫截面的示例400。半導(dǎo)體器件100形成于例如硅(Si)襯底的半導(dǎo)體襯底上，并因此在一些實(shí)施例中包括至少一些半導(dǎo)體襯底102。鰭108形成于半導(dǎo)體襯底102上。如圖5的示例500所示，鰭108包括源極區(qū)、溝道和漏極區(qū)。柵極結(jié)構(gòu)110環(huán)繞鰭108的至少一部分(例如鰭108的溝道)。這樣，柵極結(jié)構(gòu)110能夠?qū)系酪约捌渲械妮d流子進(jìn)行一定程度的控制，以打開或關(guān)閉例如半導(dǎo)體器件100。
[0050]圖5示出了根據(jù)各種實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的俯視圖的示例500。半導(dǎo)體器件100形成于例如硅(Si)襯底的半導(dǎo)體襯底上，并因此在一些實(shí)施例中包括至少一些半導(dǎo)體襯底102。第一隔離結(jié)構(gòu)104和第二隔離結(jié)構(gòu)106設(shè)置在半導(dǎo)體襯底102上。鰭108形成于第一隔離結(jié)構(gòu)104與第二隔離結(jié)構(gòu)106之間。鰭108包括延伸在第一隔離結(jié)構(gòu)104和第二隔離結(jié)構(gòu)106之上的上鰭部。根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)形成鰭108，使得鰭108的上鰭部包括一個或多個小平面表面。源極區(qū)502例如通過摻雜工藝形成在鰭108的第一部分內(nèi)。漏極區(qū)504例如通過摻雜工藝形成在鰭108的第二部分內(nèi)。鰭108包括位于源極區(qū)502和漏極區(qū)504之間的溝道506。半導(dǎo)體器件100包括環(huán)繞溝道的至少一部分的柵極結(jié)構(gòu)110。這樣，柵極結(jié)構(gòu)110能夠?qū)系?06以及其中的載流子進(jìn)行一定程度的控制，以打開或者關(guān)閉例如半導(dǎo)體器件100。
[0051]圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件100的示例性方法600。在602，在半導(dǎo)體襯底102上形成鰭108，并因此在一些實(shí)施例中包括至少一些半導(dǎo)體襯底102。鰭108設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)104和第二隔離結(jié)構(gòu)106之間。在用硅(Si)來形成鰭108的一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底102包括硅(Si)。在半導(dǎo)體襯底102中蝕刻第一溝槽。在半導(dǎo)體襯底102中蝕刻第二溝槽，從而導(dǎo)致鰭108設(shè)置在第一溝槽和第二溝槽之間。氧化物設(shè)置在第一溝槽中以形成作為第一隔離結(jié)構(gòu)的第一淺溝槽隔離件(STI)。氧化物設(shè)置在第二溝槽中以形成作為第二隔離結(jié)構(gòu)的第二 STI。這樣，使用來自半導(dǎo)體襯底102的硅(Si)來創(chuàng)建鰭108。在用不同于半導(dǎo)體襯底102的例如鍺(Ge)的材料來形成鰭108的一些實(shí)施例中，在半導(dǎo)體襯底103中蝕刻第一溝槽和第二溝槽。在第一溝槽中沉積氧化物以形成作為第一隔離結(jié)構(gòu)的第一 STI。在第二溝槽中沉積氧化物以形成作為第二隔離結(jié)構(gòu)的第二 STI。在第一 STI和第二 STI之間蝕刻第三溝槽。在示例中，第三溝槽中生長例如鍺(Ge)的材料以形成鰭108。在示例中，在第三溝槽中使用晶種層以有助于形成鰭108。
[0052]基于下面的多種制造條件在鰭108中制造一個或多個小平面表面:例如退火溫度、退火期間對氫的使用、導(dǎo)致表面擴(kuò)散(diffusion)的表面壓力的降低、鰭108的方向以及半導(dǎo)體襯底102的初始襯底表面的方向等。可以調(diào)整這些制造條件以修改小平面表面結(jié)構(gòu)的方面，例如小平面表面的數(shù)量、相鄰小平面表面之間的角度以及小平面表面的長度等。
[0053]因此，在604，對鰭108的上鰭部108a進(jìn)行退火，例如通過氫退火工藝，以形成第一小平面表面和第二小平面表面。與第二小平面表面相鄰地、以相對于第二小平面表面成大于90度的角度來形成第一小平面表面。在示例中，在上鰭部108a上形成一個或多個另外的小平面表面。在對基于硅(Si)的鰭進(jìn)行退火的一些實(shí)施例中，以在大約700C至大約900C之間的溫度來對上鰭部108a進(jìn)行退火，這降低上鰭部108a的表面壓力，例如降低至低于大約80托，從而基于表面擴(kuò)散來形成第一小平面表面和第二小平面表面。在對基于鍺(Ge)的鰭進(jìn)行退火的一些實(shí)施例中，以在大約400C至大約600C之間的溫度來對上鰭部108a進(jìn)行退火，這降低了上鰭部108a的表面壓力，例如降低至低于大約80托，從而基于表面擴(kuò)散來制造第一小平面表面和第二小平面表面。圍繞第一小平面表面和第二小平面表面來形成柵極結(jié)構(gòu)110。例如，圍繞鰭108內(nèi)的溝道來形成柵極結(jié)構(gòu)110，該溝道至少部分由第一小平面表面和第二小平面表面所限定，并位于形成于鰭108內(nèi)且在柵極結(jié)構(gòu)110的第一側(cè)的源極區(qū)和形成于鰭108內(nèi)且在柵極結(jié)構(gòu)110的第二側(cè)的漏極區(qū)之間。這樣，根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)形成作為finFET器件的半導(dǎo)體器件110。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上且位于第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間的鰭。鰭包括延伸在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之上的上鰭部。上鰭部包括第一小平面表面和第二小平面表面。第一小平面表面形成為與第二小平面表面相鄰、且相對于第二小平面表面成大于90度的角度。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括形成在半導(dǎo)體襯底上的鰭。鰭包括根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)所形成的上鰭部。例如，上鰭部包括一個或多個小平面表面，例如第一小平面表面形成為與第二小平面表面相鄰、且相對于第二小平面表面成大于90度的角度。柵極結(jié)構(gòu)圍繞上鰭部形成。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了用于形成半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成鰭。將鰭設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間。對鰭的上鰭部進(jìn)行退火，例如通過氫退火工藝，以形成第一小平面表面和第二小平面表面。以相對于第二小平面表面成大于90度的角度來形成與第二小平面表面相鄰的第一小平面表面。
[0057]盡管已經(jīng)以特定的結(jié)構(gòu)特征或方法操作的文字對主題進(jìn)行了描述，但可知并非必須將所附權(quán)利要求的主題局限于上述特定特征或操作。當(dāng)然，公開上述特定操作或特征作為實(shí)施權(quán)利要求的例子形式。
[0058]在此提供實(shí)施例的各種操作。所描述的一些或者全部操作的順序并不解釋為表示這些操作是必須依賴該順序的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解具有上述說明的優(yōu)點(diǎn)的可選順序也是可以的。此外，能夠理解并非此處所提供的各實(shí)施例中所呈現(xiàn)的所有的操作都是必須的。應(yīng)該理解，為了簡化和容易理解的目的，此處描述的層、特征、元件等是以相互之間具有具體尺寸(例如結(jié)構(gòu)尺寸或方向)的方式來描述的，并且，相同元件的實(shí)際尺寸大致與此處示出的一些實(shí)施例可以并不相同。此外，存在用于形成此處提及的層、特征、元件等的多種技術(shù)，例如蝕刻技術(shù)、注入技術(shù)、摻雜技術(shù)、旋涂技術(shù)、諸如磁控管或尚子束派射的派射技術(shù)、諸如熱生長的生長技術(shù)或諸如化學(xué)氣相沉積(CVD)的沉積技術(shù)等。
[0059]此外，此處使用“示例性”以表示用作示例、例子以及說明等。在本申請中所使用的“或”意圖表示非局限性的“或”而并非局限性的“或”。此外，本申請中所使用的“一”和“一個”通常解釋為“一個或多個”。除非另外特指或通過上下文明確為指代單一形式。并且，至少一個A和B等通常代表A或B或者A和B。另外，對于在詳細(xì)說明書或權(quán)利要求書中所使用“包括”、“具有”、“具有(單數(shù)形式)”、“具備”或多種此類用詞的范圍，這類用詞意圖包括在與“包含”的相同方式內(nèi)。
[0060]并且，盡管已經(jīng)示出并針對一個或多個實(shí)施方式描述了的上述公開范圍，基于對該說明書以及隨附附圖的閱讀和理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠進(jìn)行等同變換和調(diào)整。所公開的范圍包括所有這樣的調(diào)整和變換并且不僅僅局限于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件,包括: 設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間的鰭，所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)形成在半導(dǎo)體襯底上，所述鰭包括延伸至所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)之上的上鰭部，所述上鰭部包括第一小平面表面和第二小平面表面，所述第一小平面表面形成為與所述第二小平面表面相鄰且相對于所述第二小平面表面成大于90度的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括: 圍繞所述第一小平面表面和所述第二小平面表面形成的柵極結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述鰭包括硅(Si)和鍺(Ge)中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述上鰭部包括一個或多個另外的小平面表面。
5.—種半導(dǎo)體器件,包括: 形成在半導(dǎo)體襯底上的鰭，所述鰭包括根據(jù)小平面結(jié)構(gòu)形成的上鰭部；以及 形成圍繞所述上鰭部的柵極結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述上鰭部包括: 與所述半導(dǎo)體襯底的表面大致平行形成的第一小平面表面； 與所述半導(dǎo)體襯底的表面大致垂直形成的第二小平面表面； 與所述第二小平面表面大致平行形成的第三小平面表面；以及 與所述第一小平面表面和所述第二小平面表面大致相鄰形成的第四小平面表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述上鰭部包括: 與所述第一小平面表面和所述第三小平面表面大致相鄰形成的第五小平面表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述鰭形成在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間，所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)形成在所述半導(dǎo)體襯底上。
9.一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，包括: 在半導(dǎo)體襯底上形成鰭，所述鰭設(shè)置在第一隔離結(jié)構(gòu)和第二隔離結(jié)構(gòu)之間；以及 對所述鰭的上鰭部進(jìn)行退火，以形成第一小平面表面和第二小平面表面，所述第一小平面表面形成為與所述第二小平面表面相鄰且相對于所述第二小平面表面成大于90度的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述退火包括: 以大約700C至大約900C之間的溫度對所述上鰭部進(jìn)行退火以降低所述上鰭部的表面壓力，從而基于表面擴(kuò)散來形成所述第一小平面表面和所述第二小平面表面。
【文檔編號】H01L21/336GK103915495SQ201310163388
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】馬克·范·達(dá)爾, 喬治斯·威廉提斯 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司