[发明专利]后形成鳍的置换型金属栅极FINFET

权利要求书

1.一种用于制造场效应晶体管器件的方法，包括以下步骤：

提供具有绝缘体上有源层的晶片；

在所述有源层上图案化多个鳍硬掩模；

将虚设栅极布置在所述鳍硬掩模的中心部分之上，其中所述有源层的、在所述虚设栅极之外的部分将用作所述器件的源极区和漏极区；

将一种或者多种掺杂剂注入到所述源极区和所述漏极区中；

在所述虚设栅极的周围沉积电介质填料层；

移除所述虚设栅极，以在所述电介质填料层中形成沟槽，其中所述鳍硬掩模存在于所述沟槽中的所述有源层上；

使用所述鳍硬掩模在所述沟槽内的所述有源层中蚀刻多个鳍，其中所述鳍将用作所述器件的沟道区域；

使用快速热退火活化注入到所述源极区和所述漏极区中的所述掺杂剂；

在所述沟槽中形成置换型栅极，其中在于所述沟槽中形成置换型栅极的步骤之前执行活化注入到所述源极区和所述漏极区中的掺杂剂的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

通过移除所述有源层的、在所述有源区之外的部分来在所述有源层中限定至少一个有源区。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：

利用电介质材料置换所述有源层的被移除的部分。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

移除所述鳍硬掩模的、从所述虚设栅极之下延伸出来的部分。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

平面化所述电介质填料层，以露出所述虚设栅极的顶部。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚设栅极包括多晶硅。

7.根据权利要求1所述的方法，其中每个所述鳍硬掩模是双层硬掩模结构，其包括氮化物鳍硬掩模层和氧化物鳍硬掩模层。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在所述虚设栅极上形成硬掩模。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在所述虚设栅极的相对侧上形成间隔物。

10.根据权利要求1所述的方法，其中使用湿法化学刻蚀或者干法化学刻蚀来移除所述虚设栅极。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述鳍具有从约20nm至约200nm的间距，并且每个鳍具有从约20nm至约40nm的宽度。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

从所述鳍的顶部移除所述鳍硬掩模。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：

在所述鳍的露出表面上生长牺牲氧化物层；以及

剥离所述牺牲氧化物层，以从所述鳍移除任何表面损伤。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

使所述绝缘体的、在所述鳍之间的所述沟槽中的露出部分凹陷。

15.根据权利要求14所述的方法，其中使用各向同性湿法刻蚀使所述绝缘体的露出部分凹陷。

16.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在所述鳍上形成栅极电介质，所述栅极电介质将所述替换型栅极与所述鳍隔开。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述替换型栅极包括至少一个功函数设置金属和至少一个填充金属。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述功函数设置金属包括氮化钛和氮化钽中的一种或者多种，并且其中所述填充金属包括钨和铝中的一种或者多种。

19.一种场效应晶体管器件，包括：

源极区；

漏极区；

连接所述源极区和所述漏极区的多个鳍，其中所述鳍用作所述器件的沟道区域，并且其中所述鳍具有从约20nm至约200nm的间距，并且每个鳍具有从约2nm至约40nm的宽度；

金属栅极，其至少部分围绕每个鳍，其中所述源极区和所述漏极区与所述金属栅极自对准；以及

环绕所述金属栅极的电介质填料层。

20.根据权利要求19所述的器件，其中所述金属栅极完全包围所述每个鳍的至少一部分。