[发明专利]具有改进的栅极平坦性的FinFET

说明书

技术领域

本发明主要地涉及半导体，并且更具体地涉及被称为FinFET的鳍型晶体管和一种改进的制造工艺和FinFET结构。

背景技术

随着继续需要减少晶体管尺寸，创建了新的和更小类型的晶体管。晶体管技术的一项近来发展是引入被称为FinFET的鳍型场效应晶体管。FinFET结构包括中心鳍以及在鳍结构的末端的源极和漏极，该中心鳍沿着它的表面具有沟道。栅极导体覆盖沟道部分。

尽管FinFET结构减少基于晶体管的器件的尺寸，但是继续减少FinFET晶体管的尺寸仍然重要。然而，虽然FinFET器件在考虑它们的优良短沟道控制时很有吸引力，但是在制造中应对这些器件的3D性质带来重大挑战。因此，希望具有改进的FinFET结构和制作方法。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种制作FinFET的方法。该方法包括形成鳍图案。每个鳍包括设置于其上的鳍硬掩模层。栅极层设置于鳍图案之上。后续步骤包括：在栅极层之上沉积栅极硬掩模层；去除栅极硬掩模层和栅极层的部分，由此暴露鳍图案；在来自鳍图案的鳍的第一子集之上沉积抗蚀层；使用蚀刻去除来自鳍图案的鳍的第二子集；并且合并鳍的第一子集的至少一些鳍。

在另一实施例中，公开了一种制作FinFET的方法。该方法包括形成鳍图案，其中每个鳍包括设置于其上的鳍硬掩模层。后续步骤包括：从来自鳍图案的鳍的第一子集去除鳍硬掩模层；在鳍图案之上沉积栅极层；在栅极层之上沉积栅极硬掩模层；在单个工艺步骤中去除栅极层的部分和鳍的第一子集，其中保留来自鳍图案的鳍的第二子集。

在另一实施例中，提供了一种FinFET结构。该FinFET结构包括：电介质衬底；多个设计鳍，设置于电介质衬底上；多个小鳍(finlet)，设置于电介质衬底上；以及栅极层，设置于每个设计鳍的部分之上和多个小鳍中的每个小鳍之上。

附图说明

本发明的结构、操作和优点将在考虑与附图结合的下文描述时变得更清楚。附图旨在于示例而非限制。

为了示例清楚，可以省略或者未按比例图示一些附图中的某些元件。横截面图可以是采取“切片”或者“近视”横截面图的形式，从而为了示例清楚而省略原本在“真实”横截面图中可见的某些背景线。

附图的各图中的相似编号经常可以指代相似元件，在该情况下，后两个有效位通常可以相同，最高有效位是附图的编号。

图1A-图1D示出了现有技术的FinFET制作工艺。

图2A-图2G示出了根据本发明的一个实施例的FinFET制作工艺。

图3A-图3C示出了根据本发明的一个备选实施例的FinFET制作工艺。

图4示出了根据本发明的另一实施例的FinFET制作工艺中的步骤。

图5是指示用于根据本发明的一个实施例的FinFET制作工艺的工艺步骤的流程图。

图6是指示用于根据本发明的一个备选实施例的FinFET制作工艺的工艺步骤的流程图。

图7示出了示例性设计流程的框图。

具体实施方式

在常规FinFET工艺流程中，在任何栅极工艺步骤发生之前完全形成鳍和有源区域。在本发明的一些实施例中，首先跨越芯片以均匀形式形成鳍。在一些实例中，节距可以固定。在其它一些实施例中，节距可以变化。在一个实施例中，芯片的一个部分(例如，逻辑)具有第一鳍节距(例如，40纳米)，并且芯片的第二部分(例如，SRAM)在不同节距(例如，44纳米)。

接着，在鳍之上设置栅极层。在替换栅极流程的情况下，栅极层可以是牺牲膜，在工艺流程中的以后阶段通过本领域已知的沉积和蚀刻各种膜来去除该牺牲膜以获得对沟道的访问并且设计器件的功函数。在栅极优先流程的情况下，栅极层将包括设置器件的功函数的最终膜。除了这两个流程之外，也存在许多混合选项，在这些选项中，栅极层包括最终膜和牺牲膜的集合。

在已经形成栅极之后，发生牺牲鳍的去除。这提供的重要优点在于它使栅极高度变化最小化。这提高器件可靠性和性能，并且也造成后续工艺步骤中的复杂性更少。