本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及鰭式場效應(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)開發(fā)出諸如鰭式場效應(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)一步提供了對溝道的更好的電控制。

目前，由于來自不穩(wěn)定的工藝和/或工藝窗口導(dǎo)致的相當(dāng)大的泄漏電流(ioff)，finfet的制造總是有產(chǎn)量損失的問題。因此，由于相當(dāng)大的泄漏電流(ioff)，如何提高產(chǎn)量損失是十分重要的。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個部件沒有按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意增加或減少。

圖1、圖2a和圖2b是根據(jù)一些實(shí)施例示出的用于制造finfet的方法的流程圖。

圖3a至圖3n是根據(jù)一些實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的透視圖。

圖4是沿著圖3i的線i-i′截取的截面圖。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)，包括：襯底，襯底包括多個溝槽和位于溝槽之間的至少一個半導(dǎo)體鰭；位于溝槽中的多個絕緣體，其中，半導(dǎo)體鰭包括至少一個凹槽，至少一個凹槽位于半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋的至少一個側(cè)壁上；以及柵極堆疊件，柵極堆疊件部分地覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)，包括：襯底，襯底包括多個溝槽和位于溝槽之間的至少一個半導(dǎo)體鰭；在溝槽中的多個絕緣體，半導(dǎo)體鰭包括：嵌入絕緣體之間的第一部分；設(shè)置在第一部分上的頸縮部分，頸縮部分未被絕緣體覆蓋；設(shè)置在頸縮部分上的第二部分，其中，頸縮部分的寬度小于第一部分的寬度；以及部分地覆蓋半導(dǎo)體鰭和絕緣體的柵極堆疊件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于制造鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，包括：圖案化襯底以在襯底中形成多個溝槽以及在溝槽之間形成至少一個半導(dǎo)體鰭；在溝槽中形成多個絕緣體；在半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋的至少一個側(cè)壁上形成至少一個凹槽，用于形成至少一個凹槽的方法包括：形成圖案化的光刻膠以覆蓋半導(dǎo)體鰭，其中，通過圖案化的光刻膠暴露半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋并且接近絕緣體的至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域；通過使用圖案化的光刻膠作為掩模從側(cè)壁的部分區(qū)域部分地移除半導(dǎo)體鰭以形成至少一個凹槽；在形成凹槽后移除圖案化的光刻膠；以及形成柵極堆疊件以部分地覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多不同實(shí)施例或?qū)嵗?，用于?shí)現(xiàn)主題提供的不同特征。下面描述組件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不意欲限制本發(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，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可以在各個實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字符。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，并且其本身并不表示所討論的實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關(guān)系術(shù)語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間關(guān)系術(shù)語旨在包括器件在使用或操作過程中的不同方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關(guān)系描述符可以同樣地作相應(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。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，finfet可以形成在絕緣體上硅(soi)襯底上或者可選地絕緣體上鍺(goi)襯底上作為可選方式。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。

圖1、圖2a和圖2b根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出的用于制造finfet的方法的流程圖。參考圖1，該方法至少包括步驟s10、步驟s20、步驟s30以及步驟s40。首先，在步驟s10中，圖案化襯底以在襯底中形成多個溝槽并且在溝槽之間形成至少一個半導(dǎo)體鰭。然后，在步驟s20中，在溝槽中和在襯底上形成多個絕緣體。例如，絕緣體是用于絕緣半導(dǎo)體鰭的淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)。在步驟s30中，在未被絕緣體覆蓋的半導(dǎo)體鰭的至少一個側(cè)壁上形成至少一個凹槽。然后，在步驟s40中，形成柵極堆疊件以部分的覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

圖3a是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖1中的步驟s10中以及如圖3a中示出的，提供了襯底100。在一個實(shí)施例中，該襯底100包括晶體硅襯底(例如，晶圓)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求(例如，p型襯底或n型襯底)，該襯底100可以包括各種摻雜區(qū)。在一些實(shí)施例中，摻雜區(qū)可以摻雜有p型或n型摻雜劑。例如，摻雜區(qū)可以摻雜諸如硼或bf2的p型摻雜劑；摻雜區(qū)可以摻雜諸如磷或砷和/或其組合物的n型摻雜劑。摻雜區(qū)可配置為用于n型finfet、p型finfet或者其組合物。在一些可選實(shí)施例中，該襯底100可以由一些其他合適的元素半導(dǎo)體、合適的化合物半導(dǎo)體或合適的合金半導(dǎo)體制成，合適的元素半導(dǎo)體諸如金剛石或鍺；合適的化合物半導(dǎo)體諸如砷化鎵、碳化硅、砷化銦或者磷化銦；合適的合金半導(dǎo)體諸如碳化硅鍺、磷砷化鎵或者磷銦化鎵。

在一個實(shí)施例中，在襯底100上依次形成襯墊層102a和掩模層102b。例如，襯墊層102a可以是通過熱氧化工藝形成的氧化硅薄膜。在襯底100和掩模層102b之間的襯墊層102a可以用作粘附層。襯墊層102a也可以用作用于蝕刻掩模層102b的蝕刻停止層。在至少一個實(shí)施例中，例如，掩模層102b是由氮化硅層通過低壓化學(xué)汽相沉積(lpcvd)和等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(pecvd)形成的。在隨后的光刻工藝期間掩模層102b用作硬掩模。然后，具有預(yù)定圖案的圖案化的光刻膠層104形成在掩模層102b上。

圖3b是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖1中的步驟s10中以及如圖3a至圖3b中示出的，依次蝕刻未被圖案化的光刻膠層104覆蓋的掩模層102b和襯墊層102a以形成圖案化的掩模層102b′和圖案化的襯墊層102a′，以便暴露下面的襯底100。通過使用圖案化的掩模層102b′、圖案化的襯墊層102a′以及圖案化的光刻膠層104作為掩模，襯底100的部分暴露并且襯底100被蝕刻以形成溝槽106和至少一個半導(dǎo)體鰭108。在圖3b中示出的半導(dǎo)體鰭108的數(shù)量僅僅用于示例，在一些可選的實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)需求形成兩個或者三個平行的半導(dǎo)體鰭。在圖案化襯底100后，半導(dǎo)體鰭108通過圖案化的掩模層102b′、圖案化的襯墊層102a′和圖案化的光刻膠層104覆蓋。兩個相鄰的溝槽106通過半導(dǎo)體鰭108互相間隔開。例如，半導(dǎo)體鰭108具有寬度wfin和高度hfin。半導(dǎo)體鰭108的高度hfin基本上相同于溝槽106的深度。

在形成溝槽106和半導(dǎo)體鰭108之后，然后從圖案化的掩模層102b′的頂面移除圖案化的光刻膠層104。在一個實(shí)施例中，可以實(shí)施可選的清洗工藝以去除半導(dǎo)體襯底100a和半導(dǎo)體鰭108的自然氧化物。可以使用稀釋的氫氟酸(dhf)或其他合適的清洗溶液來實(shí)施清洗工藝。

圖3c是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖1中的步驟s20中以及如圖3b至圖3c中示出的，絕緣材料110形成在襯底100a的上方，以使絕緣材料110覆蓋半導(dǎo)體鰭108同時絕緣材料110填充溝槽106。除了半導(dǎo)體鰭108之外，絕緣材料110進(jìn)一步覆蓋圖案化的襯墊層102a′和圖案化的掩模層102b′。絕緣材料110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。可通過高密度等離子體化學(xué)汽相沉積(hdp-cvd)、次大氣壓cvd(sacvd)或者通過旋涂形成絕緣材料110。

圖3d是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖1中的步驟s20中以及如圖3c至圖3d中示出的，例如，實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光工藝(cmp)以移除部分的絕緣材料110、圖案化的掩模層102b′以及圖案化的襯墊層102a′，直至暴露半導(dǎo)體鰭108的頂面t2。如圖3d中示出的，在拋光絕緣材料110之后，被拋光后保留的絕緣材料110的頂面與半導(dǎo)體鰭108的頂面t2基本共面。

圖3e是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖1中的步驟s20中以及如圖3d至圖3e中示出的，在溝槽106中填充的被拋光后保留的絕緣材料110通過蝕刻工藝部分的移除，使得多個絕緣體110a形成在襯底100a上并且每個絕緣體110a位于對應(yīng)溝槽106的其中一個中。在一個實(shí)施例中，蝕刻工藝可以是具有氫氟酸的濕蝕刻工藝或者干蝕刻工藝。絕緣體110a的頂面t1低于半導(dǎo)體鰭108的頂面t2。換句話說，半導(dǎo)體鰭108從絕緣體110a的頂面t1突出，并且因此暴露了半導(dǎo)體鰭108的側(cè)壁sw。半導(dǎo)體鰭108的頂面t2和絕緣體110a的頂面t1之間的高度差是h。

在形成圖3e中示出的絕緣體110a后，實(shí)施在圖1中示出的步驟s30。結(jié)合圖2a和圖2b討論步驟s30的詳細(xì)描述。

如圖2a中示出的，在圖1中示出的步驟s30可以進(jìn)一步包括步驟s32、步驟s34以及步驟s36。在步驟s32中，形成圖案化的光刻膠以覆蓋半導(dǎo)體鰭，其中，通過圖案化的光刻膠暴露半導(dǎo)體鰭的至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域，該區(qū)域未被絕緣體覆蓋并且該區(qū)域接近于絕緣體。在步驟s34中，通過使用圖案化的光刻膠作為掩模從通過圖案化的光刻膠暴露的側(cè)壁的部分區(qū)域移除半導(dǎo)體鰭，以形成至少一個凹槽。在步驟36中，在形成凹槽后移除圖案化的光刻膠。

此外，如圖2b中示出的，在一些實(shí)施例中，上述步驟s32可以進(jìn)一步包括步驟s32a、步驟s32b、步驟s32c、步驟s32d以及步驟s32e。換句話說，例如，圖案化的光刻膠可以包括兩個或者更多的堆疊的圖案化的光刻膠層，并且堆疊的圖案化的光刻膠層可以具有不同的圖案。在步驟s32a中，形成第一光刻膠以使第一光刻膠覆蓋絕緣體和至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域。在步驟s32b中，對第一光刻膠實(shí)施第一光刻工藝。在步驟s32c中，形成第二光刻膠以使第二光刻膠覆蓋第一光刻膠和未通過第一光刻膠覆蓋的半導(dǎo)體鰭。在步驟s32d中，對第二光刻膠實(shí)施第二光刻工藝。在步驟s32e中，使第一光刻膠和第二光刻膠顯影以形成第一圖案化的光刻膠層以及堆疊在第一圖案化的光刻膠層上的第二圖案化的光刻膠層，其中，通過第一圖案化的光刻膠層暴露至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域。

圖3f是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖2b中的步驟s32a中以及如圖3e至圖3f中示出的，形成第一光刻膠pr1以覆蓋絕緣體110a和至少一個側(cè)壁sw的部分區(qū)域。在一些實(shí)施例中，在絕緣體110a上方形成第一光刻膠pr1后，半導(dǎo)體鰭108的兩個相對的側(cè)壁sw通過第一光刻膠pr1部分的覆蓋。具體來說，未通過絕緣體110a覆蓋并且鄰近于絕緣體110a的側(cè)壁sw的部分區(qū)域通過第一光刻膠pr1覆蓋。例如，通過旋轉(zhuǎn)涂布或者其它合適的工藝，在絕緣體110a的上方形成第一光刻膠pr1。在一些實(shí)施例中，第一光刻膠pr1的厚度th1小于半導(dǎo)體鰭108的高度hfin(在圖3b中示出的)。

在圖2b中的步驟s32b中以及如圖3e至圖3f中示出的，在形成第一光刻膠pr1后，然后對第一光刻膠pr1實(shí)施第一光刻工藝，使得預(yù)定的圖案通過適當(dāng)?shù)钠毓廪D(zhuǎn)移到第一光刻膠pr1。

圖3g是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖2b中的步驟s32c中以及如圖3f至圖3g中示出的，形成第二光刻膠pr2以覆蓋第一光刻膠pr1和未通過第一光刻膠pr1覆蓋的半導(dǎo)體鰭108。在一些實(shí)施例中，例如，在第一光刻膠pr1上方形成第二光刻膠pr2后，第一光刻膠pr1和第二光刻膠pr2完全覆蓋半導(dǎo)體鰭108的兩個側(cè)壁sw。例如，通過旋轉(zhuǎn)涂布或者其它合適的工藝，在第一光刻膠pr1上方形成第二光刻膠pr2。在一些實(shí)施例中，第二光刻膠pr2的厚度th2小于半導(dǎo)體鰭108的高度hfin(在圖3b中示出的)。在其它實(shí)施例中，第一光刻膠pr1的厚度th1和第二光刻膠pr2的厚度th2的總和基本上等于高度差h(如圖3e中示出的)。

需要注意的是，上述第一光刻膠pr1和第二光刻膠pr2可以是負(fù)性光刻膠材料或者正性光刻膠材料。

在圖2b中的步驟s32d中以及如圖3f至圖3g中示出的，在形成第二光刻膠pr2后，然后對第二光刻膠pr2實(shí)施第二光刻工藝，使得另一個預(yù)定的圖案通過適當(dāng)?shù)钠毓廪D(zhuǎn)移到第二光刻膠pr2。在一些實(shí)施例中，對第一光刻膠pr1實(shí)施的第一光刻工藝的曝光時間大于對第二光刻膠pr2實(shí)施第二光刻工藝的曝光時間。在一些可選的實(shí)施例中，對第一光刻膠pr1實(shí)施的第一光刻工藝的曝光時間基本上大于或者等于對第二光刻膠pr2實(shí)施第二光刻工藝的曝光時間的五倍。

圖3h是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖2b中的步驟s32e中以及如圖3g至圖3h中示出的，使第一光刻膠pr1和第二光刻膠pr2顯影以形成第一圖案化的光刻膠層pr1′以及堆疊在第一圖案化的光刻膠層pr1′上的第二圖案化的光刻膠層pr2′。在顯影后，其中，通過第一圖案化的光刻膠層pr1′暴露側(cè)壁sw(如圖3g中示出的)的部分區(qū)域，該部分區(qū)域最初與第一光刻膠pr1接觸。

如圖3h中示出的，第一圖案化的光刻膠層pr1′不與半導(dǎo)體鰭108的側(cè)壁sw接觸，并且一個或者多個間隙gp形成在第一圖案化的光刻膠層pr1′和半導(dǎo)體鰭108的側(cè)壁sw之間。此外，第二圖案化的光刻膠層pr2′覆蓋間隙gp和第一圖案化的光刻膠層pr1′。此外，第二圖案化的光刻膠層pr2′與半導(dǎo)體鰭108的側(cè)壁sw接觸。

圖3i是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖，并且圖4是沿著圖3i的線i-i′截取的截面圖。在圖2a至圖2b中的步驟s34中以及如圖3h至圖3i中示出的，在形成第一圖案化的光刻膠層pr1′和第二圖案化的光刻膠層pr2′之后，從通過圖案化的光刻膠(即，第一圖案化的光刻膠層pr1′和第二圖案化的光刻膠層pr2′的組合)暴露的側(cè)壁sw的部分區(qū)域部分的移除半導(dǎo)體鰭108，使得通過使用圖案化的光刻膠(pr1′和pr2′)作為掩模在半導(dǎo)體鰭108的側(cè)壁sw上形成至少一個凹槽108r。在一些實(shí)施例中，通過使用第一圖案化的光刻膠層pr1′和第二圖案化的光刻膠層pr2′作為蝕刻掩模實(shí)施濕蝕刻以形成凹槽108r(即，第一凹槽和第二凹槽)。

如圖3i和圖4中示出的，每一個凹槽(即，第一凹槽和第二凹槽)108r可以具有相同的寬度wr，并且每一個凹槽(即，第一凹槽和第二凹槽)108r可以具有相同的深度dr。此外，例如，凹槽108r沿著半導(dǎo)體鰭108的縱向d2延伸。在一些實(shí)施例中，凹槽108r的深度dr小于凹槽108r的寬度wr。在一些實(shí)施例中，凹槽108r的寬度wr小于凹槽108r的高度hfin。

需要注意的是，凹槽108r的寬度wr與第一圖案化的光刻膠層pr1′的厚度th1和/或間隙gp的尺寸有關(guān)。在一些實(shí)施例中，凹槽108r的寬度wr基本上相等于第一圖案化的光刻膠層pr1′的厚度th1。在其它的實(shí)施例中，凹槽108r的寬度wr基本上略大于第一圖案化的光刻膠層pr1′的厚度th1。

如圖3i和圖4中示出的，在形成凹槽108r之后，半導(dǎo)體鰭108分為至少三個連接部分，該連接部分包括嵌入在絕緣體110a之間的第一部分108a、設(shè)置在第一部分108a上的頸縮部分108b以及設(shè)置在頸縮部分108b上的第二部分108c，其中，頸縮部分108b為通過絕緣體110a覆蓋，頸縮部分的寬度wn小于第一部分108a和/或第二部分108c的寬度wfin。在頸縮部分108b和第一部分108a之間寬度差是凹槽108r的深度dr的兩倍(即wfin-wn＝2dr)。在一些實(shí)施例中，頸縮部分108b的寬度wn小于第一部分108a的寬度wfin。在一些實(shí)施例中，頸縮部分108b的高度(凹槽108r的寬度wr)小于半導(dǎo)體鰭108的高度hfin。

需要注意的是，第一部分108a的高度與絕緣體110a的厚度相關(guān)，頸縮部分108b的高度(即，凹槽108r的寬度wr)與第一圖案化的光刻膠層pr1′的厚度th1相關(guān)，并且第二部分108c的高度與第二圖案化的光刻膠層pr2′的厚度th2相關(guān)。通過調(diào)整絕緣體110a、第一圖案化的光刻膠層pr1′以及第二圖案化的光刻膠層pr2′的厚度，普通的本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更改第一部分108a、頸縮部分198b以及第二部分108c的尺寸，以獲得所需的半導(dǎo)體108的輪廓。

圖3j是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。在圖2a中的步驟s36中以及如圖3i至圖3j中示出的，在形成凹槽108r后，移除第一圖案化的光刻膠層pr1′和第二圖案化的光刻膠層pr2′。

在圖1和圖2a中的步驟s40中，實(shí)施形成柵極堆疊件gs(圖3n中示出的)，以使柵極堆疊件gs部分的覆蓋半導(dǎo)體鰭108、凹槽108r以及絕緣體110a。結(jié)合圖3j到圖3n討論柵極堆疊件gs(在圖3n中示出的)的形成。

如圖3j中示出的，在移除第一圖案化的光刻膠層pr1′和第二圖案化的光刻膠層pr2′后，形成柵極介電層112，使得柵極介電層112均勻的覆蓋絕緣體110a和具有凹槽108r的半導(dǎo)體鰭108。在一些實(shí)施例中，該柵極介電層112可以包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅，或高k介電質(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/或它們混合物。在一個實(shí)施例中，該柵極介電層212a是具有在從約0.2nm至約50nm范圍內(nèi)的厚度的高k介電層。柵極介電層212a可以通過適當(dāng)?shù)墓に囆纬?，適當(dāng)?shù)墓に囍T如原子層沉積(ald)，化學(xué)汽相沉積(cvd)、物理汽相沉積(pvd)、熱氧化或者uv-臭氧氧化。柵極介電層112具有高質(zhì)量以用作在finfet中的柵極介電層。

圖3k是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。參考圖3j至圖3k，至少一個偽柵極帶114形成在柵極介電層112上，其中，偽柵極帶114的縱向d1不同于半導(dǎo)體鰭108的縱向d2。在一些實(shí)施例中，偽柵極帶114的縱向d1垂直于半導(dǎo)體鰭108的縱向d2。在圖3k中示出的偽柵極帶114的數(shù)量僅僅用于示例，在一些可選的實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)需求形成兩個或者三個平行的偽柵極帶。偽柵極帶114包括含硅材料，含硅材料諸如多晶硅、無定形硅或它們的組合。

如圖3k中示出的，在形成偽柵極帶114之后，在偽柵極帶114的側(cè)壁上形成一對間隔件116。一對間隔件116形成在柵極介電層112上并且一對間隔件116沿著偽柵極帶114的側(cè)壁延伸。一對間隔件116是由介電材料形成的，介電材料諸如氮化硅或sicon。一對間隔件116可以包括單層或多層結(jié)構(gòu)。

圖3l是該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。參考圖3l，形成圖案化的介電層118以覆蓋未通過偽柵極帶114和間隔件116覆蓋的柵極介電層112。例如，圖案化的介電層118的頂面基本上與偽柵極帶114的頂面共面。在一些實(shí)施例中，在形成圖案化的介電層118之前，可以提前實(shí)施一些工藝(即，柵極介電層112的圖案化工藝、半導(dǎo)體鰭凹槽工藝、自半導(dǎo)體鰭上的應(yīng)變源極/漏極外延工藝、金屬硅化物工藝等)。上述可選工藝的細(xì)節(jié)被省略。

如圖3l中示出的，在一個實(shí)施例中，形成在偽柵極帶114的側(cè)壁上的一對間隔件可以看作鄰近于偽柵極帶114的介電結(jié)構(gòu)ds。在一個可選的實(shí)施例中，一對間隔件116和圖案化的介電層118的組合可以看作鄰近于偽柵極帶114的介電結(jié)構(gòu)ds。換句話說，偽柵極帶114可以嵌入在介電結(jié)構(gòu)ds中并且介電結(jié)構(gòu)ds部分的覆蓋半導(dǎo)體鰭108和絕緣體110a。

圖3m是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。參考圖3l至圖3m，移除偽柵極帶114。在一個實(shí)施例中，例如，通過蝕刻工藝移除偽柵極帶。通過合適的旋轉(zhuǎn)蝕刻液，移除偽柵極帶114沒有明顯的損壞圖案化的介電層118、柵極介電層112以及間隔件116。在移除偽柵極帶114后，在一對間隔件116之間形成空腔c。換句話說，柵極介電層112通過空腔c部分的暴露。

圖3n是在該制造方法的各個階段的其中一個處的半導(dǎo)體器件的立體圖。參考圖3m至圖3n，在形成空腔c后，柵極122形成在空腔c中并且柵極122填充到空腔c，同時柵極122覆蓋通過空腔c暴露的柵極介電層112。柵極122的寬度可以與偽柵極帶114(如圖3l中示出的)的寬度相同。finfet的通道長度與柵極122的寬度相關(guān)，或者finfet的通道長度通過柵極122的寬度決定。換句話說，半導(dǎo)體鰭108與柵極122重疊的部分并且半導(dǎo)體鰭108通過柵極122覆蓋的部分用作finfet的通道。

如圖3n中示出的，在一個實(shí)施例中，例如，柵極122和下方的柵極介電層112看作為柵極堆疊件gs，介電結(jié)構(gòu)ds(即，一對間隔件116或者一對間隔件116和圖案化的介電層118的組合)形成在柵極堆疊件gs的側(cè)壁上，并且介電結(jié)構(gòu)ds的頂面基本上與柵極堆疊件gs的頂面共面。在其他可選的實(shí)施例中，柵極替換工藝可以取消。

由于finfet的半導(dǎo)體鰭包括凹槽和頸縮部分，可以減少finfet的泄露電流。因此，提高了finfet的產(chǎn)量和穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種finfet，包括襯底、多個隔離件以及柵極堆疊件。襯底包括多個溝槽和位于溝槽之間的至少一個半導(dǎo)體鰭。隔離件設(shè)置在溝槽中。半導(dǎo)體鰭包括至少一個凹槽，至少一個凹槽位于未被絕緣體覆蓋的半導(dǎo)體鰭的至少一個側(cè)壁上。柵極堆疊件部分的覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，提供了一種finfet，包括襯底、多個隔離件以及柵極堆疊件。襯底包括多個溝槽和位于溝槽之間的至少一個半導(dǎo)體鰭。隔離件設(shè)置在溝槽中。半導(dǎo)體鰭包括在絕緣體之間嵌入的第一部分；設(shè)置在第一部分上的頸縮部分，該頸縮部分未被絕緣體覆蓋；以及設(shè)置在頸縮部分上的第二部分，其中，頸縮部分的寬度小于第一部分的寬度。柵極堆疊件部分的覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，提供了一種用于制造鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，用于制造finfet的方法包括：圖案化襯底以在襯底中形成多個溝槽并且在溝槽之間形成至少一個半導(dǎo)體鰭；在溝槽中形成多個絕緣體；在未被絕緣體覆蓋的半導(dǎo)體鰭的至少一個側(cè)壁上形成至少一個凹槽；以及形成柵極堆疊件以部分的覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。用于形成至少一個凹槽的方法包括：形成圖案化的光刻膠以使圖案化的光刻膠覆蓋半導(dǎo)體，其中，半導(dǎo)體鰭的至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域未被絕緣體覆蓋并且半導(dǎo)體鰭的至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域相鄰于絕緣體，該絕緣體通過圖案化的光刻膠暴露；通過使用圖案化的光刻膠作為掩模從側(cè)壁的部分區(qū)域部分的移除半導(dǎo)體鰭以形成至少一個凹槽；在形成凹槽后移除圖案化的光刻膠。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)，包括：襯底，襯底包括多個溝槽和位于溝槽之間的至少一個半導(dǎo)體鰭；位于溝槽中的多個絕緣體，其中，半導(dǎo)體鰭包括至少一個凹槽，至少一個凹槽位于半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋的至少一個側(cè)壁上；以及柵極堆疊件，柵極堆疊件部分地覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，至少一個凹槽的深度小于半導(dǎo)體鰭的寬度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，至少一個凹槽的寬度小于半導(dǎo)體鰭的高度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，至少一個凹槽沿著半導(dǎo)體鰭的縱向方向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，至少一個凹槽包括位于半導(dǎo)體鰭的兩個相對側(cè)壁處的第一凹槽和第二凹槽。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一凹槽的寬度等于第二凹槽的寬度，并且第一凹槽的深度等于第二凹槽的深度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一凹槽和第二凹槽的總深度小于半導(dǎo)體鰭的寬度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一凹槽和第二凹槽的寬度小于半導(dǎo)體鰭的高度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)，包括：襯底，襯底包括多個溝槽和位于溝槽之間的至少一個半導(dǎo)體鰭；在溝槽中的多個絕緣體，半導(dǎo)體鰭包括：嵌入絕緣體之間的第一部分；設(shè)置在第一部分上的頸縮部分，頸縮部分未被絕緣體覆蓋；設(shè)置在頸縮部分上的第二部分，其中，頸縮部分的寬度小于第一部分的寬度；以及部分地覆蓋半導(dǎo)體鰭和絕緣體的柵極堆疊件。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，頸縮部分包括至少一個凹槽，至少一個凹槽位于半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋的至少一個側(cè)壁上；

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，至少一個凹槽沿著半導(dǎo)體鰭的縱向方向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，至少一個凹槽的深度小于半導(dǎo)體鰭的寬度，并且至少一個凹槽的寬度小于半導(dǎo)體鰭的高度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，頸縮部分包括位于半導(dǎo)體鰭的兩個相對側(cè)壁處的第一凹槽和第二凹槽。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一凹槽和第二凹槽沿著半導(dǎo)體鰭的縱向方向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一凹槽的深度等于第二凹槽的深度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于制造鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)的方法，包括：圖案化襯底以在襯底中形成多個溝槽以及在溝槽之間形成至少一個半導(dǎo)體鰭；在溝槽中形成多個絕緣體；在半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋的至少一個側(cè)壁上形成至少一個凹槽，用于形成至少一個凹槽的方法包括：形成圖案化的光刻膠以覆蓋半導(dǎo)體鰭，其中，通過圖案化的光刻膠暴露半導(dǎo)體鰭的未被絕緣體覆蓋并且接近絕緣體的至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域；通過使用圖案化的光刻膠作為掩模從側(cè)壁的部分區(qū)域部分地移除半導(dǎo)體鰭以形成至少一個凹槽；在形成凹槽后移除圖案化的光刻膠；以及形成柵極堆疊件以部分地覆蓋半導(dǎo)體鰭、至少一個凹槽以及絕緣體。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，用于形成圖案化的光刻膠的方法包括：形成第一光刻膠以覆蓋絕緣體和至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域；對第一光刻膠實(shí)施第一光刻工藝；形成第二光刻膠以覆蓋第一光刻膠和未被第一光刻膠覆蓋的半導(dǎo)體鰭；對第二光刻膠實(shí)施第二光刻工藝；以及使第一光刻膠和第二光刻膠顯影以形成第一圖案化的光刻膠層以及堆疊在第一圖案化的光刻膠層上的第二圖案化的光刻膠層，其中，至少一個側(cè)壁的部分區(qū)域被第一圖案化的光刻膠層暴露。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一光刻工藝的曝光時間長于第二光刻工藝的曝光時間。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一光刻工藝的曝光時間等于第二光刻工藝的曝光時間或者長于第二光刻工藝的曝光時間的五倍。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，通過使用第一圖案化的光刻膠層和第二圖案化的光刻膠層作為蝕刻掩模實(shí)施濕蝕刻以形成至少一個凹槽。

以上論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個方面。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。