[发明专利]具有多个鳍式场效应晶体管的半导体结构

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体组件，特别是有关于一种具有多个鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistors；FinFET)的半导体结构。 

背景技术

晶体管为现代集成电路的关键零件。为了满足速度骤增的需求，有需要加大晶体管的驱动电流。由于晶体管的驱动电流是与晶体管的栅极宽度成比例，所以会倾向使用宽度较大的晶体管。 

然而栅极宽度增加与半导体组件尺寸缩减的需求有冲突。因此就形成鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistors；FinFET)。图1是现有鳍式场效应晶体管的透视图。鳍片4是形成为延伸至基材2上的垂直的硅鳍片，而且用于形成源极/漏极区6以及介于其间的通道区(channel region)(图中未示)。垂直式栅极8贯穿鳍片4的通道区。然而未于图1中示出的是，栅极介电材料将通道区与垂直式栅极8分开。图1还示出了氧化层18，以及分别形成在源极/漏极区6及垂直式栅极8上的绝缘侧壁间隙壁12和绝缘侧壁间隙壁14。鳍片4的末端接受源极/漏极掺杂质，而使得鳍片4的这些部分变得能传导。 

一般而言，半导体芯片包含多个鳍式场效应晶体管。当形成彼此相邻的鳍式场效应晶体管时会产生问题。图2所示是形成二个现有鳍式场效应晶体管的中间阶段的剖视图。鳍片20与鳍片22彼此相邻，其间设有浅沟渠绝缘(shallowtrench isolation；STI)区24。然后，毯覆式形成栅极层26。由于鳍片20与鳍片22高于浅沟渠绝缘区24，因此栅极层26并不平坦，而栅极层26直接覆盖浅沟渠绝缘区24的栅极部分26₁，又低于栅极层26直接覆盖鳍片20与鳍片22的栅极部分26₂。 

请参阅图3，为了要图案化个别鳍式场效应晶体管的栅极，因此涂布实质上平坦的光刻层28。在图案化步骤后，光刻部分28₂留在鳍片20与鳍片22上以保护下方的栅极部分26₂。由于栅极层26上表面的表面状况(topography) 造成光刻层28的厚度不同，有可能无法完全去除不想要的光刻层28。不利的是，光刻部分28₁会留下而未移除。在后续蚀刻栅极层26的步骤中，栅极层26残留的栅极部分26₁不利的是未蚀刻。因此，所得鳍式场效应晶体管的栅极会短路，甚而导致线路故障。 

因此，现有技术亟需提出一种具有多个鳍式场效应晶体管的半导体结构的结构及形成方法，在增加驱动电流时能有利于鳍式场效应晶体管，同时并克服现有技术的缺点。 

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种具有多个鳍式场效应晶体管的半导体结构，其是利用减少相邻鳍式场效应晶体管的鳍片之间的鳍片间隙，可望减少甚至可能消除因未移除的光刻造成栅极残留的问题。 

为了实现上述目的，本发明提供一种具有多个鳍式场效应晶体管的半导体结构，该半导体结构包括半导体基材；以及位于半导体基材表面的第一鳍式场效应晶体管与第二鳍式场效应晶体管。第一鳍式场效应晶体管包括第一鳍片；以及位于第一鳍片的上表面及多个侧壁上的第一栅极。第二鳍式场效应晶体管包括第二鳍片，该第二鳍片是通过鳍片间隙与第一鳍片分开；以及位于第二鳍片的上表面及多个侧壁上的第二栅极。第二栅极与第一栅极为电性隔离。第一栅极及第二栅极的栅极高度大于约一半的鳍片间隙。 

为了实现上述目的，本发明还提供一种具有多个鳍式场效应晶体管的半导体结构，该半导体结构包括半导体基材；位于半导体基材中的绝缘区；分别位于绝缘区相对的两侧的第一主动区及第二主动区；以及分别位于第一主动区及第二主动区上的第一鳍片及第二鳍片，其中第一鳍片及第二鳍片之间具有鳍片空隙，且第一鳍片及第二鳍片具有鳍片高度。该半导体结构还包括分别位于第一鳍片及第二鳍片的多个侧壁及多个上表面上的第一栅极介电层及第二栅极介电层；以及分别位于第一栅极介电层及第二栅极介电层上的第一栅极及第二栅极。上述鳍片间隙小于第一栅极与第二栅极的栅极高度的一半，且鳍片间隙小于第一鳍片与第二鳍片的鳍片高度的二倍；第一源极区及第一漏极区位于第一鳍片的相对二侧；以及第二源极区及第二漏极区也位于第二鳍片的相对二侧。